- Las emisiones de azufre y carbón negro generadas por los barcos son fuentes importantes de aerosoles contaminantes que afectan negativamente la reflectividad de las nubes.
- La investigación publicada en la revista Nature utilizó un nuevo método de investigación para detectar las huellas invisibles y contaminantes provocadas por los barcos en las nubes. Los hallazgos generan más incertidumbre sobre el futuro climático.
- Aunque el efecto de enfriamiento de los aerosoles parece “una buena noticia”, los científicos están escépticos ya que, a diferencia del C02, su permanencia en la atmósfera es breve y puede ocultar los verdaderos efectos del calentamiento global.
El anemómetro muestra que la velocidad a la que el capitán Guillermo Burgos navega por la milla 200, cerca del límite entre el mar argentino y las aguas que se expanden hasta el África o la Antártida, es de 15 nudos. En su embarcación, el experimentado navegante se mueve a 27.78 kilómetros por hora. Su barco de ultramar ha navegado por las aguas de los océanos Pacífico, Atlántico y el mar Mediterráneo desde hace más de treinta años, como parte de las marinas mercantes de Argentina y Brasil. Y como acompañantes permanentes en todas esas rutas, las nubes, esas que mira en el cielo y define como las indicadoras del futuro y garantes de la seguridad de la pesca.
A miles de kilómetros de ese lugar, en el observatorio de Atmosférico de Penlee Point (PPAO), ubicado en un estrecho del Canal de la Mancha, cerca de Plymouth en Inglaterra, el proyecto ACRUISE (Atmospheric Composition and Radiative forcing changes due to UN International Ship Emissions regulations) dirige el sobrevuelo que aviones y drones hacen sobre barcos que navegan en aguas internacionales. Su objetivo es registrar las emisiones con contenido de azufre que hay sobre el mar y que generan embarcaciones similares a las que comanda Burgos y otros buques de mayor tamaño.
Los datos recolectados fueron clave para el equipo de la Universidad de Oxford que realizó el estudio: “Las huellas invisibles de los barcos muestran una gran sensibilidad de las nubes a los aerosoles” y que fue publicado en la revista Nature. Liderados por el investigador Peter Manshausen, el grupo de científicos concluyó que las emisiones de aerosoles de sulfato y carbón negro de los barcos generan cambios de propiedades de albedo (porcentaje de radiación) de las nubes, lo que significa que reflejan más luz solar hacia el espacio, creando un efecto de enfriamiento en la superficie.
En el Sexto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC), publicado en el año 2021, se concluyó que este tipo de emisiones contaminantes tendrían este efecto y que además podrían ocultar parte del calentamiento producido por los gases del efecto invernadero.
Aunque el equipo de Oxford señala que este efecto es momentáneo, ya que los aerosoles y su efecto refrescante tienen una vida corta, estas emisiones han estado enfriando el planeta más de lo que se pensaba en la historia reciente, compensando el calentamiento global debido al CO2. El problema es que a medida que se reducen las emisiones de aerosoles, para mejorar la calidad del aire, el “efecto amortiguador” desaparecerá y mostrará más calentamiento del que los científicos han previsto.
En el artículo científico se analizaron las emisiones de aerosoles en más de dos millones de trayectorias de barcos de comercio durante seis años (2014 – 2019) en el Océano Atlántico, para rastrear las huellas que el transporte marítimo deja en las nubes. De esta forma, la investigación demostró que hay huellas invisibles y contaminantes de barcos ubicadas en la región de los estratocúmulos (nubes bajas, grisáceas, planas y con ondas que ocupan todo el cielo) de Chile y Perú, junto a los cúmulos (nubes bajas, blancas, de aspecto de algodón y gran tamaño) de Namibia, Angola y regiones comerciales como Cabo Verde. Los investigadores plantearon un nuevo método de investigación que cuestiona el intervalo de confianza (grado de seguridad del IPCC) sobre la cantidad de luz solar absorbida por el planeta y la energía devuelta al espacio, pues se ve alterada por las emisiones de aerosoles emitidas en los océanos.
“Ese es el valor de poner un número al efecto de la polución del aire. A partir de este descubrimiento es posible cambiar o agregar un nuevo método a los estudios del panel del IPCC y ver cómo influye. Como científicos queremos contribuir con una herramienta a las incertidumbres del cambio climático y darle valor a la importancia de observar el cielo, las nubes”, indica Peter Manshaushen en entrevista con Mongabay Latam.
Nicolás Huneeus, especialista en Ciencias Atmosféricas de la Universidad de Chile, señala que los impactos de la contaminación de la atmósfera generalmente siguen patrones regionales y dada la dimensión que podrían tener los aerosoles, necesariamente habrá algún impacto en la circulación atmosférica regional y posteriormente global. A pesar de que el promedio de vida de los aerosoles es de siete días, es un tiempo suficiente para que puedan recorrer algunos miles de kilómetros.
“Por ejemplo, los incendios que se produjeron en Australia hace un par de años, llegaron a Chile. Sucede también que las emisiones de polvo en Asia Central impactan a China y Japón, o las emisiones de Japón impactan las concentraciones de ozono en Estados Unidos. Estos impactos dependen de cuál es el contaminante, las condiciones atmosféricas y dónde se emiten”, señala Huneeus.
El clima influye, además, en el océano a través de la temperatura del aire, la cantidad de lluvia y la intensidad del viento, que afectan las condiciones superficiales y profundas del mar. La temperatura del agua, por ejemplo, es un factor clave en la formación y el fortalecimiento de los huracanes y ciclones tropicales que se originan sobre el océano. “Es posible que la reducción de este enfriamiento por aerosol esté haciendo que el próximo Fenómeno de El Niño sea más caliente, y eso tendría grandes implicaciones regionales”, señala el doctor Duncan Watson- Parris, físico atmosférico, perteneciente al equipo de Oxford.
Los aerosoles estarían ocultando el verdadero calentamiento global
Las nubes contaminadas por barcos fueron ubicadas por primera vez en los registros de satélites en 1970 y eran brillantes al ser comparadas con nubes no contaminadas por las emisiones de aerosoles.
En general, las gotas de agua de las nubes se forman cuando el vapor de este elemento se condensa en partículas de hasta 20 micrones (un micrón es una milésima parte de un milímetro). Los aerosoles emitidos por los barcos proporcionan partículas adicionales y, por lo tanto, también pueden crear gotas en ellas que suelen ser más pequeñas.
El efecto de las nubes contaminadas por aerosoles suele confundirse con el causado por los gases de efecto invernadero —estos últimos atrapan la radiación solar, contribuyendo al aumento de la temperatura, mientras que los aerosoles reflejan la radiación hacia el espacio—. Aunque son fenómenos distintos, ambos están afectando actualmente a los sistemas meteorológicos y climáticos del planeta, siendo parte del cambio climático global.
En lugar de buscar sólo los rastros de contaminación de aerosoles en nubes visibles, como se ha hecho en trabajos anteriores, el estudio realizado por el equipo de Oxford buscó el origen de estas “nubes brillantes” y utilizaron una base de datos proporcionada por el doctor Ming- Xi Yang del proyecto ACRUISE.
Esto les permitió comparar los datos de emisiones de barcos con los análisis que tenían de observaciones de nubes. Los resultados revelaron que había más registros de barcos a través del GPS y datos de posición, que rastros visibles de contaminación en las imágenes de satélite. Descubrieron que en algunas regiones del mar no se encontraban rastros visibles de nubes brillantes. “Nuestros datos sugieren que menos del 5 % de esta contaminación es visible”, señala el investigador Manshausen.
Durante el periodo de tiempo del estudio, el equipo de Oxford creó una simulación que muestra las emisiones de todos estos barcos y cómo serían transportadas por el viento y entrarían en las nubes.
Al promediar muchas líneas de nubes contaminadas por transporte marítimo, los investigadores descubrieron que los barcos provocan el aumento de la cantidad de gotas en las nubes, incluso cuando no dejan huellas visibles a través de satélites.
“Confirmamos este patrón al comparar regiones que se sabe que muestran huellas de barcos (las nubes estratocúmulos frente a las costas de Chile) con regiones donde esas huellas se ven con menos frecuencia (las nubes cúmulos sobre el Océano Atlántico hacia Cabo Verde). Descubrimos que el aumento en el contenido de agua es mayor para las nubes cúmulos que para las nubes estratocúmulos. Esto implica que el aumento del contenido de agua causado por las huellas invisibles es mayor que el causado por las huellas visibles”, indica Duncan Watson Parris.
De esta forma, la investigación publicada en Nature establece que los estudios anteriores habrían pasado por alto las huellas invisibles que causan mayores aumentos en el contenido de agua (lo que genera mayor albedo) en comparación con los datos disponibles para las huellas visibles. “Aumenta la urgencia de dejar de quemar combustibles fósiles y alcanzar el cero neto lo antes posible, antes de que sea muy tarde”, continúa el científico.
Las nubes brillantes contaminadas por los aerosoles pueden generar un efecto importante de enfriamiento en la zona donde se encuentran. “Aunque parece una buena noticia, no hay motivo para celebrar. Si bien el CO2 emitido hoy a la atmósfera por los automóviles y las centrales eléctricas de carbón seguirá estando allí siglos después, los aerosoles emitidos como contaminación del aire tienen una estadía corta. Significa que tan pronto como dejemos de emitir aerosoles, su efecto amortiguador sobre el cambio climático desaparece”, comenta el autor principal del artículo, Peter Manshausen.
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Una propuesta bastante polémica
Algunos investigadores han pedido emitir aerosoles para generar el enfriamiento artificial del planeta y, de esta forma, disminuir el aumento de temperatura provocado por los gases invernadero. Sin embargo, Watson Parris es escéptico con respecto a los efectos positivos de esta propuesta.
“Introducir un efecto suficiente requeriría una huella ambiental muy grande. No está claro qué efectos tendría esto en el clima y las precipitaciones a nivel regional y mundial y, quizás lo más importante, si por alguna razón cesaran las emisiones deliberadas (debido, por ejemplo, a la guerra, crisis financiera o pandemia), entonces el aerosol dejaría de enfriarse en una o dos semanas, y todo el calentamiento oculto golpearía muy rápidamente y con consecuencias ecológicas devastadoras”, señala.
El mismo equipo de investigación de Oxford, esta vez coordinado por Watson Parris, desarrolló a la par un modelo de red neuronal convolucional profunda (algoritmo informático entrenado) para encontrar huellas de barcos registradas por satélites. Este entrenamiento permitió que la red aprendiera a reconocer y detectar estas huellas automáticamente en nuevas imágenes, y determinar propiedades como la velocidad, dirección de movimiento, densidad, entre otros. De esta manera analizaron 20 años de datos proporcionados por imágenes MODIS (Espectrorradiómetro de imágenes de media resolución).
Allí compararon las huellas de barcos visibles en imágenes satelitales antes y después de que la Organización Marítima Internacional (OMI) introdujera las regulaciones de 2020 que limitan la cantidad de azufre permitida en el combustible marino, con el objetivo de reducir las emisiones de aerosoles y aumentar la calidad del aire alrededor de los puertos.
Dentro de los aerosoles contaminantes emitidos por barcos hay partículas en suspensión que incluyen hollín y ceniza, así como también emisiones de dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx), que son emitidos por la quema de combustibles fósiles. Estos aerosoles pueden ser inhalados y penetrar en las vías respiratorias, lo que puede causar problemas respiratorios y cardiovasculares. Además, los aerosoles contaminantes también pueden contribuir a la formación de lluvia ácida y afectar negativamente los ecosistemas acuáticos.
Con base en esto, en el océano, la cantidad de azufre permitida en el combustible es de 0,50 %. Anteriormente estaba limitada a 3,50 %. Según la OMI, el nuevo límite supondría una reducción del 77 % en las emisiones totales producidas por los buques.
A través del algoritmo desarrollado por el equipo de Oxford se descubrió que la reducción de la contaminación de los barcos disminuyó drásticamente la cantidad de nubes más brillantes (y, por lo tanto, más reflectantes) en las rutas de los barcos en un 25 %. “Vemos una clara reducción en las huellas de los barcos y, por lo tanto, uno de los primeros indicadores claros de cambio en las nubes debido a las regulaciones ambientales, ¡en el buen sentido! De alguna manera, indica la posibilidad de que las nubes marinas se aclaren, pero soy muy escéptico al respecto”, indica el científico Watson Parris.
Los ecosistemas marinos, particularmente en aguas poco profundas, donde la temperatura de la superficie tiene una afectación directa sobre la vida en su interior, son los más vulnerables a los cambios que puede generar un aumento en las emisiones de los aerosoles. Sin embargo, el efecto que el enfriamiento de las nubes puede tener en ellos es algo que hasta ahora se encuentra poco estudiado.
REFERENCIA
Manshausen, P., Watson-Parris, D., Christensen, MW et al. Las huellas de barcos invisibles muestran una gran sensibilidad de las nubes a los aerosoles. Naturaleza 610 , 101–106 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05122-0
* Imagen principal: Puerto de Ingeniero White, Buenos Aires, 2022. Foto: Confluencia portuaria
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