Un equipo de químicos de la atmósfera se ha acercado a lo que es considerado el “santo grial” de la ciencia del cambio climático detectaron por primera vez directamente las partículas de la diversidad biológica dentro de las nubes de hielo.

El equipo, dirigido por Kimberly Prather y Kerri Pratt de la Universidad de California en San Diego, Scripps Institution of Oceanography, la muestra de gota de agua y los residuos de cristales de hielo a gran velocidad mientras volaba a través de las nubes en los cielos de Wyoming.

El análisis de los cristales de hielo reveló que las partículas que iniciaron su crecimiento se componían casi totalmente de cualquiera polvo o material biológico, tales como bacterias, esporas de hongos y plantas.

Aunque ha sido durante mucho tiempo se sabe que los microorganismos en suspensión en el aire recorren grandes distancias, este estudio es el primero en dar datos directos sobre la forma en que trabajan para influir en la formación de nubes.

El resultado de las nubes de hielo en el Experimento – Capa de nubes (CIE-L), financiado por la National Science Foundation (NSF), 17 de mayo aparecen en el avance de la edición en línea la revista Nature de Geociencias.

“Si entendemos las fuentes de las partículas que nuclea a las nubes, y su abundancia relativa, se puede determinar su impacto sobre el clima”, dijo Pratt, autor principal del documento.

Los efectos de pequeñas partículas de aerosoles en suspensión en el aire sobre la formación de las nubes han sido algunos de los aspectos más difíciles de las condiciones meteorológicas y el clima para los científicos a entender.

En la ciencia del cambio climático, lo que deriva muchas de sus proyecciones a partir de simulaciones por ordenador de los fenómenos climáticos, las interacciones entre los aerosoles y las nubes representan lo que los científicos consideran la mayor incertidumbre en el modelado de las predicciones para el futuro.

“Por el muestreo de las nubes en tiempo real desde una aeronave, estos investigadores pudieron obtener información acerca de partículas de hielo en las nubes a un nivel de detalle sin precedentes”, dijo Anne-Marie de la NSF Schmoltner la División de Ciencias Atmosféricas, que financió la investigación.

“Al determinar la composición química de los núcleos de las partículas individuales de hielo, descubrieron que ambos polvos minerales y, sorprendentemente, las partículas biológicas desempeñan un papel importante en la formación de las nubes”.

Los aerosoles, que van desde el polvo, hollín, y la sal marina a los materiales orgánicos, algunos de los que viajan miles de kilómetros, forma los esqueletos de las nubes.

Alrededor de estos núcleos, el agua y el hielo en la atmósfera, se condensan y crecen, dando lugar a precipitaciones. Los científicos están intentando entender cómo la forma de núcleos, como las nubes juegan un papel fundamental, tanto por el enfriamiento de la atmósfera y la precipitación que afectan a los procesos regionales.

El ICE-L equipo monto un espectrómetro de masas en un avión C-130 operado por el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas (NCAR) en Boulder, Colorado, y formuló una serie de vuelos a través de un tipo de nube conocida como una ola de nubes.

Los investigadores realizaron mediciones in situ de residuos de la nube de hielo cristal y se encontró que la mitad de polvo de minerales y un tercio, aproximadamente, se componían de los iones inorgánicos mezclado con nitrógeno, fósforo y carbono – la firma de los elementos de la materia biológica.

Segundo a segundo la velocidad del análisis permitió a los investigadores a hacer distinciones entre gotas de agua y partículas de hielo. Los núcleos de hielo son menos frecuentes que los núcleos de gotas.

El equipo ha demostrado que tanto el polvo y el material biológico de hecho, forma el núcleo de estas partículas de hielo, algo que anteriormente sólo podían ser simulados en experimentos de laboratorio.

“Esto ha sido realmente una especie de santo grial de medición para nosotros”, dijo Prather.

“Entender las partículas que forman los núcleos de hielo, y que tienen muy bajas concentraciones y son intrínsecamente difíciles de medir, significa que usted puede comenzar a entender los procesos que dan lugar a precipitaciones. Cualquier nueva pieza de información que puede obtener es fundamental”.

Los resultados sugieren que las partículas biológicas que se barrió en las tormentas de polvo para ayudar a inducir la formación de nubes de hielo, y que su región de origen marca la diferencia. Son cada vez más las pruebas que sugieren que el polvo transportado de Asia podría influir en la precipitación en América del Norte, por ejemplo.

Los investigadores esperan poder utilizar la CIE-R de datos para diseñar los futuros estudios a tiempo de los acontecimientos cuando tales partículas pueden desempeñar un papel más importante en el desencadenamiento de la lluvia o la nieve.

La investigación también fue apoyada por NCAR.

Documento de co-autores incluyen DeMott y Paul Anthony Prenni de Colorado State University, Jeffrey francés y Zhien Wang de la Universidad de Wyoming, Douglas Westphal del Laboratorio de Investigación Naval en Monterey, California, Andrew Heymsfield del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica, y Cynthia Twohy de la Universidad Estatal de Oregón.