Una nube homogénea , antropogénica o artificial , es una nube inducida por la actividad humana. Aunque la mayoría de las nubes que cubren el cielo tienen un origen puramente natural, desde el comienzo de la Revolución Industrial , el uso de combustibles fósiles y el vapor de agua y otros gases emitidos por las centrales nucleares, térmicas y geotérmicas producen alteraciones significativas de las condiciones meteorológicas locales . Estas nuevas condiciones atmosféricas pueden, por tanto, favorecer la formación de nubes . [1]
Se han propuesto varios métodos para crear y aprovechar este fenómeno meteorológico . También se han llevado a cabo experimentos para diversos estudios. Por ejemplo, los científicos rusos llevan más de 50 años estudiando nubes artificiales. [2] Pero, con diferencia, la mayor cantidad de nubes antropogénicas son las estelas de condensación de los aviones y las estelas de los cohetes. [3] [4]
Para que se forme una nube antropogénica se necesitan tres condiciones:
El uso actual de combustibles fósiles potencia cualquiera de estas tres condiciones. En primer lugar, la combustión de combustibles fósiles genera vapor de agua. Además, esta combustión también genera la formación de pequeñas partículas sólidas que pueden actuar como núcleos de condensación. Por último, todos los procesos de combustión emiten energía que potencia los movimientos verticales ascendentes.
A pesar de todos los procesos que implican la combustión de combustibles fósiles, sólo algunas actividades humanas, como las centrales térmicas, la aviación comercial o las industrias químicas modifican lo suficiente las condiciones atmosféricas para producir nubes que pueden utilizar el calificativo de homogenitus debido a su origen antrópico.
El Atlas Internacional de Nubes publicado por la Organización Meteorológica Mundial recoge la propuesta realizada por Luke Howard a principios del siglo XIX y todas las modificaciones posteriores. Cada nube tiene un nombre en latín y las nubes se clasifican según su género , especie y variedad :
Se pueden añadir otros términos para describir el origen de la nube. Homogenitus es un sufijo que significa que una nube se origina a partir de la actividad humana. [5] Por ejemplo, un cúmulo originado por la actividad humana se denomina Cumulus homogenitus y se abrevia como CUh . Si una nube homogénea de un género cambia a otro tipo de género, se denomina nube homomutatus . [6]
La clasificación internacional de nubes divide los diferentes géneros en tres grupos principales de nubes según su altitud:
Las nubes homogéneas pueden ser generadas por diferentes fuentes en los niveles altos y bajos.
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A pesar de que los tres géneros de nubes altas, Cirrus , Cirrocumulus y Cirrostratus , se forman en la parte superior de la troposfera , lejos de la superficie terrestre, pueden tener un origen antropogénico. En este caso, el proceso que provoca su formación es casi siempre el mismo: el vuelo de aviones comerciales y militares. Los productos de escape de la combustión del queroseno (o en ocasiones gasolina ) expulsado por los motores proporcionan vapor de agua a esta región de la troposfera.
Además, el fuerte contraste entre el aire frío de las capas altas de la troposfera y el aire cálido y húmedo expulsado por los motores de los aviones provoca una rápida deposición de vapor de agua, formándose pequeños cristales de hielo . Este proceso también se ve potenciado por la presencia de abundantes núcleos de condensación producidos como resultado de la combustión. Estas nubes se conocen comúnmente como estelas de condensación ( contrails ), y son inicialmente cirros lineales que podrían denominarse Cirrus homogenitus ( Cih ). La gran diferencia de temperatura entre el aire expulsado y el aire ambiente genera procesos de convección a pequeña escala , que favorecen la evolución de las estelas de condensación a Cirrocumulus homogenitus ( Cch ).
Dependiendo de las condiciones atmosféricas en la parte superior de la troposfera, donde vuela el avión, estas nubes altas desaparecen rápidamente o persisten. Cuando el aire es seco y estable, el agua se evapora rápidamente dentro de las estelas y solo se puede observar hasta varios cientos de metros desde el avión. Por otro lado, si la humedad es lo suficientemente alta, existe una sobresaturación de hielo y las estelas se ensanchan y pueden existir durante horas. En este último caso, dependiendo de las condiciones del viento, Cch puede evolucionar a Cirrus homogenitus ( Cih ) o Cirrostratus homogenitus ( Csh ). La existencia y persistencia de estos tres tipos de nubes altas antropogénicas puede indicar la aproximación de la estabilidad del aire. En algunos casos, cuando hay una gran densidad de tráfico aéreo, estas estelas altas pueden inhibir la formación de nubes altas naturales, porque las estelas capturan la mayor parte del vapor de agua. [ cita requerida ]
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La parte más baja de la atmósfera es la región más influenciada por la actividad humana, a través de la emisión de vapor de agua, aire cálido y núcleos de condensación. Cuando la atmósfera es estable, el aporte adicional de aire cálido y húmedo proveniente de las emisiones favorece la formación de niebla o produce capas de Stratus homogenitus ( Sth ). Si el aire no es estable, este aire cálido y húmedo emitido por las actividades humanas crea un movimiento convectivo que puede alcanzar el nivel de condensación elevado , produciendo un cúmulo antropogénico, o Cumulus homogenitus ( Cuh ). Este tipo de nubes también se pueden observar sobre el aire contaminado que cubre algunas ciudades y áreas industriales en condiciones de alta presión.
Los estratocúmulos homogenitus ( Sch ) son nubes antropogénicas que pueden formarse por la evolución de Sth en una atmósfera ligeramente inestable o de Cuh en una atmósfera estable.
Por último, los grandes y altísimos Cumulonimbus ( Cb ) presentan un desarrollo vertical tan grande que solo en algunos casos particulares pueden ser creados por causas antrópicas. Por ejemplo, los grandes incendios pueden causar la formación de nubes flammagenitus , que pueden evolucionar a Cumulonimbus flammagenitus ( CbFg , o CbFgh si son antropogénicas); las explosiones muy grandes, como las explosiones nucleares , producen nubes de hongo , un subtipo distintivo de cumulonimbus flammagenitus.
La nube antropogénica se puede generar en laboratorio o in situ para estudiar sus propiedades o utilizarla para otro propósito. Una cámara de nubes es un entorno sellado que contiene un vapor sobresaturado de agua o alcohol . Cuando una partícula cargada (por ejemplo, una partícula alfa o beta ) interactúa con la mezcla, el fluido se ioniza. Los iones resultantes actúan como núcleos de condensación , alrededor de los cuales se formará una niebla (porque la mezcla está a punto de condensarse). La siembra de nubes, una forma de modificación del clima , es el intento de cambiar la cantidad o el tipo de precipitación que cae de las nubes , dispersando sustancias en el aire que sirven como núcleos de condensación de nubes o de hielo , que alteran los procesos microfísicos dentro de la nube. La intención habitual es aumentar la precipitación (lluvia o nieve), pero la supresión del granizo y la niebla también se practica ampliamente en los aeropuertos.
Se han realizado numerosos experimentos con estos dos métodos en la troposfera . A mayores altitudes, la NASA estudió la inducción de nubes noctilucentes en 1960 y 2009. [7] [8] [9] En 1984, satélites de tres naciones participaron en un experimento de nubes artificiales como parte de un estudio de vientos solares y cometas. [10] En 1969, un satélite europeo liberó y encendió óxido de bario y cobre a una altitud de 43.000 millas en el espacio para crear una columna malva y verde de 2.000 millas visible durante 22 minutos. Fue parte de un estudio de campos magnéticos y eléctricos . [11]
En 2011 se sugirieron planes para crear nubes artificiales sobre los torneos de fútbol en Oriente Medio como una forma de ayudar a dar sombra y enfriar la Copa Mundial de la FIFA 2022 de Qatar . [12]
Existen numerosos estudios que abordan la importancia y los efectos de las nubes antrópicas altas (Penner, 1999; Minna et al., 1999, 2003-2004; Marquart et al., 2002-2003; Stuber y Foster, 2006, 2007), pero ninguno sobre las nubes antrópicas en general. Para el caso particular de la Cia [ cuando se define como? ] debida a las estelas de condensación, el IPCC estima un forzamiento radiativo positivo de alrededor de 0,01 Wm −2 . [ cita requerida ]
Al anotar los datos meteorológicos, el uso del sufijo que indica el origen de las nubes permite diferenciarlas de las de origen natural. Una vez establecida esta notación, tras varios años de observaciones, se podrá analizar con claridad la influencia del homogenitus en el clima terrestre . [ cita requerida ]