El misterio de las nubes y su influencia en el clima: un análisis de 30 años de imágenes
MADRID.– Las nubes son uno de los misterios del clima de la Tierra, estructuras etéreas que contienen cientos y hasta miles de toneladas de agua en forma de gotitas suspendidas, flotando en la atmósfera como podrían flotar en un sueño. Desempeñan un papel doble: por una parte, reflejan la energía del Sol de vuelta al espacio glacial (las nubes bajas), lo que enfría la atmósfera, pero también atrapan la energía del suelo (las altas), lo que la calienta. A nivel local, que gane un efecto u otro depende de su naturaleza volátil: el tamaño, ubicación, la cantidad de agua que contengan… Es fácil que una tormenta, por ejemplo, oculte un millón de toneladas de agua enfurecida.
De momento, y considerando todas las nubes del planeta, la evidencia científica dice que gana el enfriamiento y la superficie de la Tierra es más fría con nubes de lo que sería sin ellas, pero su efecto sobre el clima es complejísimo e introduce mucha incertidumbre en los modelos climáticos y de predicción. Además, igual que las nubes afectan al clima, los cambios en el clima afectan a las nubes, y no se tiene nada claro cómo evolucionará esta relación en una Tierra cada vez más caliente.
En un estudio reciente, publicado en la revista Climate Dynamics, investigadores del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA y de la Universidad de Estocolmo analizaron más de 30 años de imágenes de nubes tomadas por satélites meteorológicos de la NASA (Terra, Aqua, Calipso, entre otros). En él, afirman haber detectado un estrechamiento de una de las franjas nubosas más consistentes de la Tierra: una capa blanca que rodea el Ecuador como un abrazo. Según los climatólogos, esta desaparición –que cifran en un 1,5% por década– estaría permitiendo la entrada de más luz solar, al reflejar menos, lo que calentaría más la atmósfera, potenciando la espiral del calentamiento global. También detectaron otros cambios en los patrones de nubes, como desplazamiento desde latitudes medias hacia los polos.
La desaparición de las nubes podría tener más consecuencias, además de hacer del cielo una tristeza para los pintores y los poetas. Los instrumentos de las agencias espaciales llevan décadas detectando otro misterio, el desequilibrio entre la energía solar que recibe la Tierra y la que emite. Porque el balance parece claro: entra más de la que sale.
Buena parte se atribuye a la mano humana, las emisiones de gases de efecto invernadero y la pérdida de enormes masas de hielo reflectante, como en el Ártico, que hacen que esté llegando más energía a la superficie terrestre, pero el resto no está claro. Los investigadores se plantean si la desaparición de las nubes es el factor que falta para explicarlo, lo que coincidiría con otros estudios, como el publicado en Surveys in Geophysics hace unos meses por climatólogos del Centro de Investigación Langley de la NASA.
Nubes y aerosoles
En los cielos hay más que gotas de agua. Los aerosoles son partículas que flotan en la atmósfera: polvo que mueven los vientos desde los desiertos, cenizas resplandecientes de fuegos como los que devoraron California, emisión de volcanes, polenes, emisión de transporte y agricultura…
“Los aerosoles permiten la formación de nubes, pero también reflejan y atrapan la energía, de forma que ambos se afectan mutuamente”, explica Carmen Córdoba Jabonero, investigadora del área Investigación e Instrumentación Atmosférica del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). Para estudiar la turbulenta complejidad del trío nubes-aerosoles-radiación para influir en el clima, la Agencia Europea del Espacio (ESA) y la japonesa Jacsa lanzaron en mayo el satélite EarthCARE, que en estos momentos orbita a 400 km sobre la superficie terrestre.
EarthCARE viene de las siglas en inglés de Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer (Explorador de Nubes, Aerosoles y Radiación Terrestres). Cuenta con cuatro instrumentos a bordo: un lidar atmosférico, que mide la posición en altura de las nubes y los aerosoles; un radar de perfil de nubes para verlas por dentro; cámaras para tomar imágenes multiespectrales, muy detalladas y en diferentes longitudes de onda de luz, y un radiómetro de banda ancha, que mide la radiación solar del espacio y la radiación infrarroja procedente de la Tierra. Córdoba Jabonero es una de las responsables de la fase de validación y calibración en tierra de estos instrumentos, en la que se encuentra actualmente la misión.
La científica dirige también el proyecto Clavel que acaba de ser aprobado por la Agencia Estatal de Investigación. Clavel se basa en la medida de nubes y su interacción con dos tipos de aerosoles: polvo desértico y aerosol marino. Participan investigadores de la Universidad de Évora, en Portugal, que están en contacto con las islas Azores, y también científicos de la Isla de la Reunión. “El Arenosillo, en Huelva, que es la estación del INTA para investigaciones atmosféricas, y Évora son zonas influenciadas por el transporte de polvo sahariano, mientras que las Azores y la Isla de la Reunión son entornos marítimos. Clave se basa en el estudio de estos dos entornos en diferentes localizaciones”, explica la investigadora, que añade que “todos estos estudios, tanto de aerosoles como en nubes, lo hemos aplicado a otros proyectos planetarios, por ejemplo, instrumentación que hay en Marte también dedicada al polvo, o a nubes de hielo. Nuestros resultados terrestres son extrapolables a otros entornos. Siempre estamos faltos de financiación, pero hacemos lo que más o menos podemos con los recursos dados”.
Un sistema antihielo en drones
José Luis Sánchez, investigador de física atmosférica en la Universidad de León, participó desde 1997 en varias campañas de vuelos en tormentas y analizó más de 180.000 piedras de granizo. Cuenta que se interesó por las nubes cuando, de niño, vivía en Segovia. “Me fascinaba cómo podía ser que, en verano, con el calor que hacía algunos días, del cielo acabará cayendo hielo. Y, además, pudiera dar un ruido tan tremendo que son los truenos”.
Sánchez está a la espera de que encuentre financiación un proyecto con el INTA para probar un sistema antihielo en drones al que aportaría modelos climáticos de observación y predicción. “Hay un tipo de gotas en las nubes que están en fase líquida, aunque estén a temperaturas muy bajas. Cuando esas gotas impactan contra un avión o un dron, pueden congelar y producir una carga de hielo enorme: pueden formar un centímetro de hielo en un minuto. Esto es muy peligroso porque son nubes invernales, nubes muy habituales que se dan cuando entran los frentes fríos de invierno”, explica. Estas gotas aparecen en una especie de bolsas muy pequeñas y efímeras, de pocos kilómetros de diámetro, que aparecen y desaparecen rápido. “Si no tienes una predicción razonable –detalla Sánchez– te pueden dar algún problema”.
La carga de hielo es uno de los riesgos meteorológicos más importantes en aviación. Los aviones comerciales cuentan con sistemas calefactores, pero no los drones que tienen el problema de la poca autonomía energética. “Si metes un sistema calefactor, el tiempo de vuelo se reduce una barbaridad. Además, los drones nacieron como idea militar, por tanto, en escenarios de guerra, pues otra cosa más que cae del cielo. Pero cuando estamos pensando en usos civiles, eso no puede ser”, añade.
También trabajan en otro proyecto para detectar mediante satélite zonas de formación de granizo. “Este es muy variable: puede caer en una zona de la ciudad, en otra no; es decir, tiene una diversidad geográfica muy alta y una incidencia muy variable”. Con los registros de datos de sus sensores de granizo, algunos de ellos desde hace más de 25 años, como en Lérida, vieron que cuando existe calentamiento global, como el actual, hay más energía para que las tormentas sean más grandes, pero eso necesariamente cae más granizo.
“Como la altura a la que está la temperatura de cero grado por el calentamiento cada vez está más alta –no sé si la gente es consciente que un grado es un montón de metros más arriba–, esto hace, por una parte, hace que la tormenta sea más grande, pero, por otra, el granizo puede descongelarse. ¿Cómo acaba esto? En las zonas de montaña, no tiene tiempo para descongelarse y vimos que el número de impactos de granizo está aumentando. En las zonas cercanas a baja cota, a 100 o 200 metros de altura, sí le dio tiempo a descongelar. Aquí vemos claramente que cada vez hay menos días de granizo, pero más de granizo grande: el que no solía aparecer casi nunca, ahora aparece ya de vez en cuando y grande, te hablo a partir de centímetro y medio, dos centímetros de diámetro, que ya empieza a hacer bastante daño”, concluye. Sánchez y su equipo encontraron granizos de hasta 10 centímetros de diámetro. En Europa Central también detectaron un aumento en la formación de tormentas de granizo.
Por Eugenia Angulo
©EL PAIS, SL
MADRID.– Las nubes son uno de los misterios del clima de la Tierra, estructuras etéreas que contienen cientos y hasta miles de toneladas de agua en forma de gotitas suspendidas, flotando en la atmósfera como podrían flotar en un sueño. Desempeñan un papel doble: por una parte, reflejan la energía del Sol de vuelta al espacio glacial (las nubes bajas), lo que enfría la atmósfera, pero también atrapan la energía del suelo (las altas), lo que la calienta. A nivel local, que gane un efecto u otro depende de su naturaleza volátil: el tamaño, ubicación, la cantidad de agua que contengan… Es fácil que una tormenta, por ejemplo, oculte un millón de toneladas de agua enfurecida.
De momento, y considerando todas las nubes del planeta, la evidencia científica dice que gana el enfriamiento y la superficie de la Tierra es más fría con nubes de lo que sería sin ellas, pero su efecto sobre el clima es complejísimo e introduce mucha incertidumbre en los modelos climáticos y de predicción. Además, igual que las nubes afectan al clima, los cambios en el clima afectan a las nubes, y no se tiene nada claro cómo evolucionará esta relación en una Tierra cada vez más caliente.
En un estudio reciente, publicado en la revista Climate Dynamics, investigadores del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA y de la Universidad de Estocolmo analizaron más de 30 años de imágenes de nubes tomadas por satélites meteorológicos de la NASA (Terra, Aqua, Calipso, entre otros). En él, afirman haber detectado un estrechamiento de una de las franjas nubosas más consistentes de la Tierra: una capa blanca que rodea el Ecuador como un abrazo. Según los climatólogos, esta desaparición –que cifran en un 1,5% por década– estaría permitiendo la entrada de más luz solar, al reflejar menos, lo que calentaría más la atmósfera, potenciando la espiral del calentamiento global. También detectaron otros cambios en los patrones de nubes, como desplazamiento desde latitudes medias hacia los polos.
La desaparición de las nubes podría tener más consecuencias, además de hacer del cielo una tristeza para los pintores y los poetas. Los instrumentos de las agencias espaciales llevan décadas detectando otro misterio, el desequilibrio entre la energía solar que recibe la Tierra y la que emite. Porque el balance parece claro: entra más de la que sale.
Buena parte se atribuye a la mano humana, las emisiones de gases de efecto invernadero y la pérdida de enormes masas de hielo reflectante, como en el Ártico, que hacen que esté llegando más energía a la superficie terrestre, pero el resto no está claro. Los investigadores se plantean si la desaparición de las nubes es el factor que falta para explicarlo, lo que coincidiría con otros estudios, como el publicado en Surveys in Geophysics hace unos meses por climatólogos del Centro de Investigación Langley de la NASA.
Nubes y aerosoles
En los cielos hay más que gotas de agua. Los aerosoles son partículas que flotan en la atmósfera: polvo que mueven los vientos desde los desiertos, cenizas resplandecientes de fuegos como los que devoraron California, emisión de volcanes, polenes, emisión de transporte y agricultura…
“Los aerosoles permiten la formación de nubes, pero también reflejan y atrapan la energía, de forma que ambos se afectan mutuamente”, explica Carmen Córdoba Jabonero, investigadora del área Investigación e Instrumentación Atmosférica del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). Para estudiar la turbulenta complejidad del trío nubes-aerosoles-radiación para influir en el clima, la Agencia Europea del Espacio (ESA) y la japonesa Jacsa lanzaron en mayo el satélite EarthCARE, que en estos momentos orbita a 400 km sobre la superficie terrestre.
EarthCARE viene de las siglas en inglés de Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer (Explorador de Nubes, Aerosoles y Radiación Terrestres). Cuenta con cuatro instrumentos a bordo: un lidar atmosférico, que mide la posición en altura de las nubes y los aerosoles; un radar de perfil de nubes para verlas por dentro; cámaras para tomar imágenes multiespectrales, muy detalladas y en diferentes longitudes de onda de luz, y un radiómetro de banda ancha, que mide la radiación solar del espacio y la radiación infrarroja procedente de la Tierra. Córdoba Jabonero es una de las responsables de la fase de validación y calibración en tierra de estos instrumentos, en la que se encuentra actualmente la misión.
La científica dirige también el proyecto Clavel que acaba de ser aprobado por la Agencia Estatal de Investigación. Clavel se basa en la medida de nubes y su interacción con dos tipos de aerosoles: polvo desértico y aerosol marino. Participan investigadores de la Universidad de Évora, en Portugal, que están en contacto con las islas Azores, y también científicos de la Isla de la Reunión. “El Arenosillo, en Huelva, que es la estación del INTA para investigaciones atmosféricas, y Évora son zonas influenciadas por el transporte de polvo sahariano, mientras que las Azores y la Isla de la Reunión son entornos marítimos. Clave se basa en el estudio de estos dos entornos en diferentes localizaciones”, explica la investigadora, que añade que “todos estos estudios, tanto de aerosoles como en nubes, lo hemos aplicado a otros proyectos planetarios, por ejemplo, instrumentación que hay en Marte también dedicada al polvo, o a nubes de hielo. Nuestros resultados terrestres son extrapolables a otros entornos. Siempre estamos faltos de financiación, pero hacemos lo que más o menos podemos con los recursos dados”.
Un sistema antihielo en drones
José Luis Sánchez, investigador de física atmosférica en la Universidad de León, participó desde 1997 en varias campañas de vuelos en tormentas y analizó más de 180.000 piedras de granizo. Cuenta que se interesó por las nubes cuando, de niño, vivía en Segovia. “Me fascinaba cómo podía ser que, en verano, con el calor que hacía algunos días, del cielo acabará cayendo hielo. Y, además, pudiera dar un ruido tan tremendo que son los truenos”.
Sánchez está a la espera de que encuentre financiación un proyecto con el INTA para probar un sistema antihielo en drones al que aportaría modelos climáticos de observación y predicción. “Hay un tipo de gotas en las nubes que están en fase líquida, aunque estén a temperaturas muy bajas. Cuando esas gotas impactan contra un avión o un dron, pueden congelar y producir una carga de hielo enorme: pueden formar un centímetro de hielo en un minuto. Esto es muy peligroso porque son nubes invernales, nubes muy habituales que se dan cuando entran los frentes fríos de invierno”, explica. Estas gotas aparecen en una especie de bolsas muy pequeñas y efímeras, de pocos kilómetros de diámetro, que aparecen y desaparecen rápido. “Si no tienes una predicción razonable –detalla Sánchez– te pueden dar algún problema”.
La carga de hielo es uno de los riesgos meteorológicos más importantes en aviación. Los aviones comerciales cuentan con sistemas calefactores, pero no los drones que tienen el problema de la poca autonomía energética. “Si metes un sistema calefactor, el tiempo de vuelo se reduce una barbaridad. Además, los drones nacieron como idea militar, por tanto, en escenarios de guerra, pues otra cosa más que cae del cielo. Pero cuando estamos pensando en usos civiles, eso no puede ser”, añade.
También trabajan en otro proyecto para detectar mediante satélite zonas de formación de granizo. “Este es muy variable: puede caer en una zona de la ciudad, en otra no; es decir, tiene una diversidad geográfica muy alta y una incidencia muy variable”. Con los registros de datos de sus sensores de granizo, algunos de ellos desde hace más de 25 años, como en Lérida, vieron que cuando existe calentamiento global, como el actual, hay más energía para que las tormentas sean más grandes, pero eso necesariamente cae más granizo.
“Como la altura a la que está la temperatura de cero grado por el calentamiento cada vez está más alta –no sé si la gente es consciente que un grado es un montón de metros más arriba–, esto hace, por una parte, hace que la tormenta sea más grande, pero, por otra, el granizo puede descongelarse. ¿Cómo acaba esto? En las zonas de montaña, no tiene tiempo para descongelarse y vimos que el número de impactos de granizo está aumentando. En las zonas cercanas a baja cota, a 100 o 200 metros de altura, sí le dio tiempo a descongelar. Aquí vemos claramente que cada vez hay menos días de granizo, pero más de granizo grande: el que no solía aparecer casi nunca, ahora aparece ya de vez en cuando y grande, te hablo a partir de centímetro y medio, dos centímetros de diámetro, que ya empieza a hacer bastante daño”, concluye. Sánchez y su equipo encontraron granizos de hasta 10 centímetros de diámetro. En Europa Central también detectaron un aumento en la formación de tormentas de granizo.
Por Eugenia Angulo
©EL PAIS, SL
Varias investigaciones tratan de entender el comportamiento de las capas nubosas del planeta y su relación con el cambio climático LA NACION
