Partículas provenientes de incendios forestales están alcanzando la estratosfera
Por primera vez, científicos han logrado medir partículas provenientes de incendios en la estratosfera y caracterizar sus propiedades físicas (10.1073/pnas.1806868115). El hallazgo requirió instalar un contenedor con instrumentos científicos en un vuelo comercial. A esta altura, las partículas podrían calentar mucho más de lo que normalmente lo hacen debido a que reciben más radiación solar.
La estratosfera es la capa de la atmósfera que se encuentra por encima de los 12 km aproximadamente (dependiendo de la latitud) y con la cual no tenemos contacto porque todo lo que respiramos se encuentra en la capa más baja: la troposfera. Sin embargo, la estratosfera es muy importante en cuanto a la regulación de nuestro clima. Por ejemplo, en ella se encuentra la capa de ozono que filtra gran cantidad de la radiación ultravioleta haciendo así posible la vida en la Tierra. Algunos contaminantes producidos por la actividad industrial humana pueden alcanzar la estratosfera, sobretodo aquellos que son poco reactivos y pueden “sobrevivir” su transporte hasta esas elevadas alturas. Lo que no es muy común es que partículas suspendidas puedan alcanzar esta capa de la atmósfera.
Los incendios de vegetación son la fuente más importante de partículas a la atmósfera. Un tipo de estas partículas es el llamado carbono negro (o black carbon en inglés). Las partículas de carbono negro pueden absorber radiación visible y ultravioleta y reemitirla como calor (radiación infrarroja). Esto hace de estas partículas el segundo agente de calentamiento global después del dióxido de carbono (CO2). Veranos más largos, vegetación más seca y escasez de lluvias están haciendo que los incendios forestales sean más frecuentes e intensos. Esto incrementa la emisión de gases de efecto invernadero y de carbono negro, a su vez empeorando la situación y calentando aún más la atmósfera. El transporte de las partículas a capas más altas de la atmósfera ocurre debido a la convección atmosférica. Una vez éstas alcanzan alturas estratosféricas (> 12 km) su eficiencia para calentar se incrementa unas 10 veces porque pueden recibir mucha más radiación solar.
Para conocer las propiedades de estas partículas en la estratosfera, un conjunto de instrumentos científicos fueron instalados a bordo de un avión Airbus A340-600 de la línea aérea Lufthansa. De esta forma, se pudieron medir gases y partículas durante 230 horas de vuelos comerciales entre Europa y América, entre 2014 y 2015.
Gases ayudan a identificar la influencia de las quemas
Monóxido de carbono y acetonitrilo fueron usados como trazadores de la quema de vegetación y la localización de la pluma (la trayectoria que sigue el humo). Midiendo las concentraciones de estos gases, pudimos clasificar las masas de aire en tres tipos: limpia, contaminada con humo y pluma de incendio, en grado creciente de contaminación. Las plumas de incendio, siendo las más contaminadas, mostraron las más altas concentraciones de partículas de carbono negro, un 50% más que en las masas de aire limpias. Más allá de una alta concentración de carbono negro, los resultados mostraron que las partículas presentes en la pluma de humo eran más grandes que las observadas en ausencia de humo. La presencia de partículas orgánicas que condensan sobre el carbono negro hizo que las partículas resultantes fueran más grandes.
¿Qué sucede cuando las partículas “envejecen” en la atmósfera?
Cuando las partículas que absorben radiación, como el carbono negro, son cubiertas por otras partículas transparentes, ocasionan lo que se llama el efecto lente. Es decir, las partículas en el centro reciben más radiación solar de la que recibirían si estuviesen descubiertas y por tanto calientan aún más la atmósfera.
Partículas en la atmósfera pueden enfriar o calentar dependiendo de su composición y configuración morfológica. Imagen: Jorge Saturno, CC BY.
En las observaciones aéreas fue posible medir distintas masas de aire y cómo estas cambiaban con el tiempo. Específicamente, dos de los vuelos permitieron medir una pluma de incendio en dos ocasiones, separadas por 18 horas. Las mediciones indicaron que el potencial de calentamiento de las partículas se incrementa con su tiempo de vida en la atmósfera debido a que absorben más radiación por el efecto lente. Este hallazgo tiene grandes implicaciones en cuanto al clima regional. El impacto global de la presencia de estas partículas en la estratosfera requerirá observaciones a mayor escala y estudios de modelaje climático más amplios.
