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¿Cómo se regenera el detergente de la atmósfera?

Los investigadores de la troposfera en Jülich demuestran el eficaz reciclaje de los radicales durante la degradación del isopreno

Los radicales hidroxilo (OH) —conocidos como el detergente de la atmósfera— descomponen el isopreno en el aire. Esto conduce a la creación de nuevos radicales OH, que entonces son capaces de purificar el aire de otros contaminantes y algunos gases. La comunidad científica hasta ahora sólo había sido capaz de especular acerca de este mecanismo.

El ambiente tiene una capacidad asombrosa para limpiarse. Los procesos químicos aseguran que los gases de invernadero y destructores de ozono, y los contaminantes, se eliminan de la atmósfera; tal como el isopreno, producido en gran medida por los bosques. Sin estos procesos el calentamiento global sería aún más grave y, la calidad del aire mucho más pobre.

Hace apenas unos años, los científicos pensaban que la degradación del isopreno reduce considerablemente la concentración de radicales OH. En estudios realizados en China, los investigadores de la troposfera en el Instituto de Investigación de Energía y Clima de Jülich determinan simultáneamente altas concentraciones de ambos radicales OH y gases como el isopreno. Otros grupos de investigación hicieron observaciones similares en el aire por encima de los bosques de América del Norte y las selvas tropicales. La conclusión obvia es que durante la degradación del isopreno algo sucede que regenera los radicales OH. «En los últimos años, ha habido un intenso debate en la comunidad científica acerca de cuál podría ser este mecanismo. Pero sin pruebas reales, esto permanece siendo pura especulación. Ahora hemos conseguido demostrar este proceso», dice el investigador de la troposfera en Jülich, Dr. Fuchs. Hendrik.

Los científicos recrearon las condiciones naturales que prevalecen en la atmósfera por encima de China y de las selvas tropicales en la cámara de simulación de Jülich, SAPHIR. Esta cámara permite a los investigadores simular la degradación de, incluso, pequeñas cantidades de gases de invenadero y destructores de ozono. Está equipado con los mismos instrumentos de medición que se utilizan en los experimentos de campo. «Es esta combinación particular la que hace posible estudiar los procesos de forma precisa. SAPHIR significa que disfrutamos de unas condiciones únicas aquí en Jülich», dice el jefe del Instituto Prof. Andreas Wahner. Los científicos de Jülich fueran realmente capaces de confirmar los principios básicos de este mecanismo y de cuantificar su impacto en la regeneración de OH. El proceso se lleva a cabo mucho más rápido de lo que se pensaba antes, pero no es tan eficaz como algunos investigadores habían asumido.

Dado que ahora se entiende el proceso de degradación del isopreno, los científicos pueden comenzar a investigar cuantitativamente los efectos de retroalimentación. Las relaciones entre los procesos de auto-limpieza de la atmósfera y el clima son particularmente interesantes para los investigadores de Jülich. Más radicales OH en el aire significa que pueden ser degradado más gases de efecto invernadero, como el metano. Además, en contraste con todos los otros mecanismos conocidos para la degradación de isopreno, se produce menos ozono que dañe el clima en la atmósfera que lo que se suponía anteriormente. Por otra parte, la eficacia del proceso aumenta con la temperatura del aire. «Es posible que, posiblemente, hayamos identificado una interacción importante entre la calidad del aire y el cambio climático que lleva a la degradación acelerada de estos gases en la atmósfera que se calienta», añade el jefe adjunto del Instituto Dr. Andreas Hofzumahaus.

Fuente: EurekAlert. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Una explicación a la expansión del hielo marino de la Antártida

El cambio climático está expandiendo el hielo marino en la Antártida, según un estudio científico en la revista Nature Geoscience

Se cree que el paradójico fenómeno es causado por columnas de agua dulce relativamente frías derivadas de la fusión por debajo de las capas de hielo antárticas. Este agua de fusión tiene una densidad relativamente baja, por lo que se acumula en la capa superior del océano. Estas frías aguas superficiales vuelven a congelarse más fácilmente durante el otoño e invierno.

Esto explica el pico observado en el hielo marino durante estas temporadas, dice en su artículo un equipo de la Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI) en De Bilt.

Los científicos del clima han estado intrigados por observaciones del hielo marino antártico que muestran una pequeña expansión, pero estadísticamente significativa, de alrededor de 1,9% por década desde 1985, mientras que el hielo marino en el Ártico se ha reducido en las últimas décadas.

Los investigadores del KNMI sugieren que se cree que el efecto de «retroalimentación negativa» descrito en su estudio continuará en el futuro.

Ellos trataron de reproducir los cambios observados en un modelo climático basado en computadora. El hielo marino se expandió durante el otoño y el invierno del hemisferio sur, en respuesta al desarrollo de esta nueva capa fría en la superficie, que flotaba sobre el agua salada marina más densa y más cálida de abajo.

El agua dulce deriva ,en última instancia, del mayor derretimiento en la base de las capas de hielo antárticas. «El hielo marino alrededor de la Antártida está aumentando a pesar del calentamiento en el clima global», dijo el autor principal del estudio Richard Bintanja, del KNMI. «Esto es causado por el derretimiento de las capas de hielo desde abajo», dijo a la agencia de noticias Reuters.

Pero hay otras explicaciones plausibles de la expansión del hielo marino antártico.

Paul Holland, del British Antarctic Survey (BAS), mantuvo sus conclusiones del año pasado: que un cambio en los vientos relacionado con el cambio climático empujaba el hielo lejos de la costa, permitiendo que el agua expuesta en algunas áreas se congele y forme aún más hielo.

«Queda la posibilidad de que el aumento sea por la suma de los efectos del impulso por el viento y del agua de fusión, desde luego. Esta sería mi mejor opción, siendo el efecto del agua de fusión el más pequeño de los dos», le dijo al Science Media Centre de Londres.

El estudio en la revista Nature Geoscience también afirma que la capa de fusión agua fría puede limitar la cantidad de agua absorbida de los océanos que cae en forma de nieve en la Antártida. El aire frío tiene menor capacidad de contener humedad que el aire caliente.

Fuente: BBC News. Aportado por Eduardo J. Carletti

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La «evapotranspiración» de la Tierra en un giro inesperado: grandes partes del mundo se estuvieron secando

Los suelos de grandes zonas del hemisferio sur, incluyendo porciones importantes de Australia, África y América del Sur, se han secado en la última década, concluye un grupo de investigadores en el primer estudio importante que examina la «evapotranspiración» a nivel mundial

La mayoría de los modelos climáticos han sugerido que la evapotranspiración, que es el movimiento del agua de la tierra a la atmósfera, podría aumentar con el calentamiento global. La nueva investigación, publicada en línea esta semana en la revista Nature, encontró que esto es exactamente lo que estaba sucediendo desde 1982 hasta finales de 1990.

Pero en 1998, este importante aumento de la evapotranspiración —que habían sido de siete milímetros por año— se desaceleró drásticamente, o se detuvo. En gran parte del mundo, los suelos se están convirtiendo en más secos de lo que solía ser, liberando menos agua y compensando con algunos incrementos de humedad en otros lugares.

Debido al número limitado de décadas de las que se disponen datos, los científicos dicen que no pueden estar seguros de si se trata de una variabilidad natural o parte de un cambio global de larga duración. Sin embargo, una posibilidad es que ya se haya alcanzado a nivel global un límite a la aceleración del ciclo hidrológico en el terreno.

Si ese es el caso, las consecuencias podrían ser graves.

Podrían incluir una disminución del crecimiento de la vegetación terrestre, menos absorción de carbono, una pérdida del mecanismo de enfriamiento natural proporcionado por la evapotranspiración, más el calentamiento de la superficie del terreno, olas de calor más intensas y un «bucle de retroalimentación» que podría intensificar el calentamiento global.

«Esta es la primera vez que hemos podido recopilar observaciones de este tipo para un análisis global», dijo Beverly Law, profesor de ciencia forestal sobre el cambio global en la Universidad Estatal de Oregon. Law es co-autor del estudio y director de ciencia de la red AmeriFlux, compuesta de 100 sitios de investigación, una parte importante de la síntesis FLUXNET que incorpora datos de todo el mundo.

«No esperábamos ver este cambio en la evapotranspiración en un área tan grande del Hemisferio Sur», dijo Law. «Es fundamental continuar estas observaciones a largo plazo, porque hasta que vigilemos esto por un largo periodo no podremos estar seguros de por qué está ocurriendo.»

Algunas de las áreas con más severa sequía incluyen el sudeste de África, gran parte de Australia, la India central, gran parte de América del Sur, y algunas zonas de Indonesia. La mayoría de estas regiones son históricamente secas, pero algunas sonm en realidadm bosques tropicales.

El cambio más abrupto de la evapotranspiración mundial hacia algo cercano a un freno en este proceso coincidió con un importante evento de El Niño en 1998, señalan los investigadores en su informe, pero no sugieren por esto que es un mecanismo causal de un fenómeno que ha estado sucediendo durante más de una década.

Se esperaba una mayor evapotranspiración con el calentamiento global, debido a una mayor evaporación de agua del océano y más precipitaciones en general. Y los datos muestran efectivamente que algunas zonas son más húmedas de lo que solía ser.

Sin embargo, otras grandes áreas ahora se están desecando, según el estudio. Esto podría conducir a un estrés de sequía en la vegetación mayor y menor productividad general, dijo Law, y como resultado menor absorción de carbono, menos refrigeración a través de la evapotranspiración, y olas de calor más frecuentes o extremas.

Algunos de los sitios utilizados en este estudio son operados por el grupo de investigación de Law en la zona de cascadas de la cuenca del río Metolius, y son consistentes con algunas de estas preocupaciones. En la última década ha habido varios años de sequía, estrés vegetal, y algunos incendios forestales de importancia en esa zona.

La evapotranspiración regresa alrededor de un 60 por ciento de la precipitación anual de regreso a la atmósfera, en el proceso que utiliza más de la mitad de la energía solar absorbida por la superficie terrestre. Este es un componente clave del sistema climático global, que une el ciclo del agua con los ciclos de energía y de carbono.

Serán necesarias observaciones a más largo plazo para determinar si estos cambios son parte de la variabilidad a escala de décadas o un cambio a largo plazo en el clima global, dijeron los investigadores.

Más información: Jung, M., M. Reichstein, et al. 2010. A recent decline in the global land evapotranspiration trend due to limited moisture supply. Nature, DOI:10.1038/nature09396

Fuente: Physorg. Aportado por Eduardo J. Carletti

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