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La iluminación de las nubes marinas
La iluminacióndelasnubes marinas (MCB) es una idea para mejorar la reflectividad de las nubes bajas sobre los océanos. Pulverizar pequeñas partículas de sal marinaque se encuentran por debajo de la base de las nubes podrían hacer que las nubes se formen con gotas más pequeñas, lo que las haría más reflectantes.¿Podría ofrecer esto un medio eficaz para contrarrestar el cambio climático regional o mundial?
Principales conclusiones
- La MCB podría producir un fuerte efecto de enfriamiento local, regional o incluso global al hacer que las nubes bajas sobre los océanos sean más reflectantes.
- Los efectos de enfriamiento de la MCB serían desiguales, lo que podría provocar grandes cambios en los patrones de lluvia.
- Si bien la mayoría de los estudios sobre la MCB se basan en simulaciones por computadora y observaciones de análogos naturales, los experimentos de campo en curso podrían proporcionar información crucial.
La MCB es una idea para reflejar más luz solar sobre los océanos aumentando la cantidad de gotas en las nubes marinasbajas.1 Los modelos sugieren que el despliegue de MCB a gran escala podría reducir las temperaturas a escala regional y mundial,1 si bien los esfuerzos a menor escala podrían proporcionar beneficios locales, como elalivio a corto plazo para los ecosistemas estresados por el calor , como la Gran Barrera de Coral.2
La iluminación de las nubes marinas
La iluminación de las nubes marinas (MCB) es una idea para mejorar la reflectividad de las nubes bajas sobre los océanos. Es posible que la MCB pueda producir un gran efecto de enfriamiento regional, pero el enfriamiento desigual puede provocar grandes cambios en los patrones de lluvia mundiales.
Ships would spray tiny sea salt particles into the clouds. These particles are so small they stay suspended in the air and act as seeds for forming new, smaller cloud droplets.
Water molecules condense around the particle to form a cloud droplet
Sea-salt particle
Droplet
Water molecule
Clouds with fewer, larger cloud droplets reflect less light
More, smaller droplets reflect more light.
Ships would spray tiny sea salt particles into the clouds. These particles are so small they stay suspended in the air and act as seeds for forming new, smaller cloud droplets.
Water molecules condense around the particle to form a cloud droplet
Sea-salt particle
Droplet
Water molecule
Clouds with fewer, larger cloud droplets reflect less light
More, smaller droplets reflect more light.
Ships would spray tiny sea salt particles into the clouds. These particles are so small they stay suspended in the air and act as seeds for forming new, smaller cloud droplets.
Water molecules condense around the particle to form a cloud droplet
Sea-salt particle
Droplet
Water molecule
More, smaller droplets reflect more light.
Clouds with fewer, larger cloud droplets reflect less light
Las nubes iluminadas con partículas microscópicas de sal marina
forman gotas de nube cuando el aire se enfríe y humedezca lo suficiente. Todas las gotas se forman alrededor de una partícula microscópica. Estas diminutas partículas son aerosoles, que son tan pequeñas que permanecen suspendidas en el aire, y algunas actúan como «semillas», lo que permite el crecimiento de las gotitas de las nubes.3 Al rociar partículas de sal marina por debajo de las nubes, la MCB añadiría muchas más de estas partículas «semillas», lo que alentaría a las nubes a formar más gotas más pequeñas,4 que ilumina las nubes.5 Un efecto similar se observa en las huellas de los barcos, donde las nubes se iluminan a lo largo de la trayectoria de los barcos debido a la contaminación.5
Las investigaciones sugieren que el MCB sería más eficaz en las regiones donde se forman nubes de estratocúmulos marinos5 – por lo general, en el extremo occidental de los continentes en los subtrópicos. Cubren alrededor del 20% de los océanos de latitudes bajas y producen un gran efecto de enfriamiento,6 qué MCB tiene el potencial de fortalecer.5
¿Es factible la MCB?
Para iluminar las nubes marinas, sería necesario generar masas de estas diminutas partículas de sal marina en áreas específicas sobre el océano. Para ello, por lo general se ha considerado la posibilidad de utilizar dispositivos a bordo de barcos para rociar agua de mar a altas presiones, aunque hay sugerencias de enfoques que utilizan aeronaves.7
El desafío consistiría en producir una cantidad suficientemente grande de partículas del tamaño correcto, en un área lo suficientemente amplia.8 Los científicos han estimado que los aerosoles de sal marina de unos 50 nanómetros de diámetro (aproximadamente una milésima parte del ancho de un cabello humano) serían los que mejor funcionarían.8
Producir un gran número de partículas de sal marina tan pequeñas será un desafío. El agua de mar es altamente corrosiva y puede dejar depósitos de sal que obstruyen las boquillas finas. Losequiposde todo el mundo9 están trabajando para resolver este problema y están desarrollando y probando dispositivos que esperan puedan producir cantidades suficientes de estas partículas finas.
Un estudio reciente descubrió que para contrarrestar el calentamiento con la duplicación de las concentraciones de dióxido de carbono (alrededor de 3 °C de calentamiento) se necesitarían al menos 10 000 pulverizadores de sal marina de alta mar desplegados en la mitad de los océanos del mundo.10 Ya sea mediante pulverizadores a bordo de barcos o aviones, las estimaciones de costos para el despliegue de MCB a esta escala son del orden de decenas de miles de millones de dólares al año.7
Posibles impactos
La MCB es una intervención inherentemente local, ya que cada barco rociador solo afectaría a una porción relativamente pequeña de nubes. Al agregar más barcos, se podrían enfriar regiones más grandes y, a una escala suficientemente grande, se podrían reducir las temperaturas globales.1
Más allá de los efectos de enfriamiento local, las consecuencias climáticas de la MCB dependerían en gran medida de dónde y cómo se despliegue. Debido a la naturaleza irregular del enfriamiento, que se concentraría en el océano y en regiones con nubes susceptibles, incluso si se desplegara en todo el mundo, la MCB produciría cambios sustanciales en los patrones de lluvia.11
Si bien muchas simulaciones de modelos climáticos sugieren que la MCB puede ofrecer el potencial de producir un efecto de enfriamiento sustancial, persisten importantes incertidumbres. Un estudio de modelización reciente descubrió que, en un mundo más cálido, la MCB podría ser menos eficaz y, potencialmente, incluso contraproducente en algunas regiones.12 Las interacciones entre los aerosoles y las nubes son complejas y representan una de las mayores incertidumbres de toda la ciencia del clima,4, lo que significa que los resultados del modelo climático para la MCB deben tratarse con cautela.
Experimentos de campo de la MCB
Dadas estas incertidumbres fundamentales, los investigadores coinciden en general en que los experimentos de campo que impliquen la liberación dirigida de partículas serán esenciales para comprender el potencial de la MCB.8 Varios grupos están desarrollando pulverizadores de sal marina para la MCB, y en los últimos años se han iniciado dos estudios de campo sobre la MCB.
A partir de marzo de 2020, científicos australianos realizaron el primero de una serie de experimentos de MCB al aire libre. El experimento MCB australiano forma parte del arrecife Programa de restauración y adaptación (RRAP), un esfuerzo por salvar la Gran Barrera de Coral, que es cada vez más amenazado por blanqueamiento a medida que aumenta la temperatura del océano.
El proyecto tiene como objetivo sembrar nubes marinas utilizando un aerosol desal marina para dan sombra a los corales y bajan las temperaturas de la superficie del océanos. Una serie de experimentos de campo han probó un
dispositivo rociador de sal marina diseñado para producir las diminutas partículas de sal marina necesarias para el MCB.
Un experimento similar de MCB al aire libre comenzó en abril de 2024 frente a la costa de Alameda, California, utilizando el Instrumento de Investigación de Nubes y Aerosoles(CARI). Un equipo de la Universidad de Washington inició un experimento al aire libre con sus pulverizadores de sal marina en la cubierta del USS Hornet, un avión de la época de la Segunda Guerra Mundial portaaviones que ahora es un museo.
Sin embargo, los funcionarios de Alameda de tuvieron los experimentos en Mayo de 2024. Según el anuncio de la ciudad de Alameda, el experimento violó los términos del arrendamiento delUSS Hornet.
En la reunión del Concejo Municipal de Alameda del 4 de junio de 2024, los analistas que trabajaban en nombre de la Ciudad declararon que el aerosol era similar al aerosol marino natural y no representaba ningún riesgo para la salud. A pesar de ello, el Concejo Municipal votó unánimemente para interrumpir el experimento alegando preocupaciones por la salud humana y el medio ambiente.
La MCB puede ser una forma eficaz de enfriar el clima, pero persisten importantes incertidumbres
La MCB puede tener el potencial de reducir en gran medida la temperatura en algunas regiones oceánicas y podría ampliarse para tener un efecto de enfriamiento global significativo.1 Sin embargo, siguen existiendo importantes incertidumbres en torno a su eficacia potencial.8
Si bien los experimentos de campo con la MCB pueden ser controvertidos, ofrecerían un medio único de reducir estas incertidumbres científicas y serían esenciales para determinar si la MCB es factible.8
La MCB no podría enfriar el planeta de manera uniforme; solo funcionaría sobre los océanos y sería más eficaz en algunos lugares que en otros. Este enfriamiento irregular podría ser un problema si se implementara a gran escala, ya que podría provocar cambios sustanciales en los patrones de lluvia globales.11
Preguntas abiertas
- ¿Se puede desarrollar un método eficaz para producir partículas de aerosol de sal marina adecuadas para iluminar las nubes marinas?
- ¿Cómo se pueden detectar y distinguir los impactos de los experimentos de campo de MCB en las nubes de la variabilidad natural en la reflectividad de las nubes?
- ¿Qué impacto tendrían las diferentes estrategias para la implementación de la MCB en los patrones de lluvia?
Háganos una pregunta
Notas finales
- Latham J, Bower K, Choularton T, et al. (2012). Marine cloud brightening. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences; 370: 4217–4262. https://doi.org/10.1098/rsta.2012.0086
- Latham J, Gadian A, Fournier J, et al. (2014). Marine cloud brightening: Regional applications. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences; 372. https://doi.org/10.1098/rsta.2014.0053
- Los científicos denominan «núcleos de condensación de nubes» o CCN a las partículas que proporcionan superficies para la formación de gotas de nubes.
- Este efecto de los aerosoles sobre las nubes se conoce como «efecto Twomey».13
- Diamond MS, Director HM, Eastman R, et al. (2020). Substantial Cloud Brightening From Shipping in Subtropical Low Clouds. AGU Advances; 1. https://doi.org/10.1029/2019AV000111
- Schneider T, Kaul CM, Pressel KG. (2019). Possible climate transitions from breakup of stratocumulus decks under greenhouse warming. Nat Geosci; 12: 164–168. https://doi.org/10.1038/s41561-019-0310-1
- Claudel C, Lockley A, Hoffmann F, et al. (2024). Marine-cloud brightening: an airborne concept. Environ Res Commun; 6. https://doi.org/10.1088/2515-7620/ad2f71
- Feingold G, Ghate VP, Russell LM, et al. (2024). Physical science research needed to evaluate the viability and risks of marine cloud brightening. Science advances. 10(12):eadi8594. https://doi.org/10.1126/sciadv.adi8594
- Por ejemplo, de laUniversidad de Washington y la Universidad de Southern Cross.
- Wood R. (2021). Assessing the potential efficacy of marine cloud brightening for cooling Earth using a simple heuristic model. Atmos Chem Phys; 21: 14507–14533. https://doi.org/10.5194/acp-21-14507-2021
- Stjern CW, Muri H, Ahlm L, et al. (2018). Response to marine cloud brightening in a multi-model ensemble. Atmospheric Chemistry and Physics. 18(2):621-34. https://doi.org/10.5194/acp-18-621-2018
- Wan JS, Chen CCJ, Tilmes S, et al. (2024). Diminished efficacy of regional marine cloud brightening in a warmer world. Nature Climate Change. https://doi.org/10.1038/s41558-024-02046-7
- Twomey S. (1974). Pollution and the Planetary Albedo. Atmos Environ; 8: 1251–1256. https://doi.org/10.1016/0004-6981(74)90004-3
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