Buscan descifrar una misteriosa capa de aerosol sobre las nubes monzónicas del Himalaya

Buscan descifrar una misteriosa capa de aerosol sobre las nubes monzónicas del Himalaya

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El profesor Borrmann es físico atmosférico de la Universidad Johannes Gutenberg y del Instituto Max Planck de Química en Mainz, Alemania. Está interesado en el complejo sistema de nubes y aerosoles que se forma en gran parte del sur de Asia como parte del monzón.

Para Stephan Borrmann, un día de trabajo de detective a gran altura comienza temprano. Se despierta alrededor de las 05:30 am en un hotel en las afueras de Katmandú, Nepal. Después de un desayuno rápido, él y su equipo son llevados al aeropuerto de la ciudad.

Su trabajo consiste en preparar un avión de espionaje ruso convertido para que pueda investigar uno de los mayores misterios de la atmósfera.

El Himalaya fuerza el aire hacia arriba formando una enorme masa de nubes arremolinadas. Esto actúa «como una aspiradora», dice el profesor Borrmann, aspirando la contaminación del aire de toda Asia. En 2009, los satélites detectaron que una capa de aerosol, una suspensión de partículas diminutas, se acumuló justo por encima de las nubes a una altitud de unos 14-18 km. Pero nadie sabía de qué estaba hecho.

El profesor Borrmann y su equipo querían saber más porque parecía probable que esta capa, conocida como la capa de aerosol troposférico asiático (ATAL), pudiera tener un efecto importante y no diagnosticado en el clima de nuestro planeta. Los aerosoles generalmente reflejan la luz del sol y también se sabe que son semillas importantes para las nubes. Por lo tanto, se esperaba que el ATAL pudiera proporcionar algunos efectos de enfriamiento regional, pero no estaba claro qué tan importantes serían.

También había otro aspecto del misterio. El aire a esta altitud, por encima del furioso sistema monzónico, es muy estable, lo que da a las partículas de aerosol mucho tiempo para actuar como superficies en las que pueden tener lugar reacciones químicas inusuales. Esto podría crear una variedad de contaminantes que podrían extenderse ampliamente por la atmósfera. Pero nadie tenía idea de cómo sería esa química.

Esto es lo que llevó al profesor Borrmann y su equipo al aeropuerto de Katmandú en julio de 2017: para averiguar qué estaba pasando en este misterioso ATAL como parte de su proyecto EXCATRO. Llegaron alrededor de las 6:30 am a una entrada trasera atendida por algunos soldados que cotejaron sus nombres con una lista manuscrita. Luego los condujeron a un enorme hangar. En el interior había un avión de investigación especial y una serie de bancos que contenían instrumentos científicos, no solo los del equipo del profesor Borrmann, sino también los de otros 15 equipos de todo el mundo. «Es un caos», dijo el profesor Borrmann. «Cables y herramientas en todas partes».

Katmandú

El Prof. Borrmann y su equipo preparan y calibran unos 11 instrumentos diferentes. Pero sus piezas más preciadas son dos espectrómetros de masas de sensibilidad única, instrumentos que separan y miden los gases traza en función de su masa. Se necesitan un par de horas para verificar y calibrar los instrumentos y unirlos al exterior del avión, incluso debajo de las alas, para que el aire fluya. Luego, debido a que no hay suficiente espacio para tractores cerca del hangar, unos 20 investigadores empujan el avión hacia afuera donde el piloto ruso, la única persona que subirá, puede encender sus motores.


Hay pocos aviones que puedan volar tan alto como este, un ruso M-55 Geophysica. Los vuelos comerciales navegan a una altitud de aproximadamente 11 km, pero este avión puede alcanzar más de 20 km. Los pilotos deben usar un traje presurizado en el avión de un solo asiento. Organizar vuelos era complicado en una región con tensiones políticas. El profesor Borrmann dice que se necesitaron cuatro años de diplomacia de alto nivel para llegar a un acuerdo para volar el avión en el espacio aéreo nepalí e indio.

Una vez que está allí, los instrumentos deben funcionar automáticamente y no hay mucho que el profesor Borrmann o cualquier otra persona pueda hacer, aparte de preocuparse. Dice que la temperatura allí arriba es de -85 ºC y que los instrumentos están sometidos a un estrés increíble. Volar a través de las nubes también puede volverse muy turbulento. «Hay un millón de pequeñas cosas que podrían causar fallas», dijo.

Un teléfono satelital en el avión envía mensajes SMS a tierra con lecturas sobre el estado de los instrumentos. Los investigadores se sientan en el hangar y ven las actualizaciones en una pantalla grande. Todo está mayormente tranquilo. En algunas ocasiones, dice el profesor Borrmann, los instrumentos fallaron, por lo que envió un SMS indicándoles que se apagaran y volvieran a encender. Afortunadamente, funcionó.


A última hora de la tarde, el avión aterriza y el piloto da un informe de 20 minutos en ruso (que habla el profesor Borrmann, un poco). Es importante comprender la ruta de vuelo exacta en la que los instrumentos obtuvieron sus datos para que la química de la capa de aerosol se pueda comprender en términos espaciales. Luego hay una lucha para descargar los instrumentos y descargar los datos.

Fue en este punto un día que el profesor Borrmann tuvo un momento que dice que nunca olvidará. «A partir de las trazas del tiempo, pude ver la línea azul que representa el nitrato subiendo y subiendo», dijo. Fue bastante obvio para él en ese momento que el ATAL estaba compuesto principalmente de sales de nitrato, y el equipo lo confirmó más tarde como nitrato de amonio. «Durante unos minutos, fui el único científico del mundo que conocía la respuesta a este enorme misterio».

Contaminación por amoniaco

No fue del todo una sorpresa que el amoníaco fuera el principal culpable en el ATAL. Se sabe que el norte del subcontinente indio es uno de los puntos calientes del mundo para la contaminación por amoníaco, porque allí se produce y se utiliza una gran cantidad de fertilizantes. Estas actividades liberan amoníaco al aire, que luego puede reaccionar con óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre para formar aerosoles. Un par de vuelos de investigación en globo ya habían proporcionado indicios preliminares de que estaba allí en 2018. El profesor Borrmann y sus colegas lo han demostrado y proporcionaron grandes detalles sobre la distribución y concentraciones de los aerosoles de nitrato.

Poco después del comienzo de la campaña de vuelos de medición, el profesor Borrmann dice que recibió algunos mensajes memorables. «Después de dos o tres vuelos, recibimos correos electrónicos de colegas de la NASA», dijo. “Y esencialmente dijeron:“ Estamos viendo su avión volar en nuestro radar. ¿Qué demonios estás haciendo?»‘


Quizás no debería sorprendernos que la NASA tomara nota de un avión ruso a gran altitud.

De todos modos, este intercambio ha llevado a la siguiente fase del trabajo del profesor Borrmann. El plan, en colaboración con la NASA, es averiguar qué tipo de química ocurre en la capa de aerosol a continuación y cómo esto podría afectar nuestro clima. Unas semanas después del final del monzón de verano, la capa de aerosol debería haber tenido tiempo de someterse a la química y comenzar a dispersarse y alejarse. El profesor Borrmann y el equipo estaban planificando una campaña de vuelos utilizando un avión de investigación estadounidense sobre Japón en el momento adecuado del año en 2020 para realizar algunas mediciones más. Eso ha sido cancelado como resultado de la pandemia de coronavirus y ahora están programados vuelos similares desde Corea del Sur para 2021. «Queremos ver qué sucede con estas partículas a medida que envejecen», dijo el profesor Borrmann.

Vía: Muyinteresante

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