Los incendios forestales son una fuente importante de contaminación del aire. También se prevé que empeoren a medida que avanza el cambio climático.
por Nealan Gerrebos y Allan Bertram
Dentro de las partículas de humo que producen estos incendios se encuentra una amplia gama de compuestos químicos orgánicos conocidos como “ carbono marrón ”. El carbón marrón absorbe la luz solar y, al hacerlo, contribuye al calentamiento global .
Con el tiempo, el carbón marrón se blanquea por reacciones químicas con oxidantes en la atmósfera (como el ozono ) y se vuelve blanco. Esto significa que deja de absorber luz y deja de calentar la Tierra.
Este proceso de blanqueo depende en gran medida de las condiciones atmosféricas , que varían según las regiones. Cuanto más tarde el carbono marrón en volverse blanco, mayor será el impacto que puede tener en el medio ambiente.
Como químicos atmosféricos que viven en una región frecuentemente contaminada por el humo de los incendios forestales , queríamos saber más sobre estos efectos. Trabajamos junto con químicos atmosféricos de la Universidad de Toronto y la Universidad Estatal de Oklahoma , junto con modeladores atmosféricos del Instituto Tecnológico de Massachusetts , para averiguar cuánto tiempo lleva este proceso de blanqueo y los impactos atmosféricos .
Aerosoles y clima
Los aerosoles son partículas líquidas y sólidas microscópicas suspendidas en la atmósfera. Son más pequeños que el ancho de un cabello humano, pero aún están compuestos de muchas moléculas.
Las partículas de aerosol están en todas partes y tienen un gran efecto tanto en la salud como en el clima . Cuando las partículas de aerosol interactúan con la luz, una parte de la luz se absorbe pero el resto se refleja y se dispersa fuera de las partículas.
Para la mayoría de los tipos de partículas de aerosol, la cantidad que se absorbe es insignificante. Eso significa que gran parte de la luz se refleja de vuelta al espacio . A través de este mecanismo, parte de la contaminación que creamos en realidad enmascara el impacto total de los gases de efecto invernadero .
Algunas partículas de aerosol, sin embargo, están coloreadas, lo que significa que están absorbiendo algo de luz . Cualquier luz del sol que se absorba en lugar de reflejarse de regreso al espacio se convierte en calor y calienta el planeta.
Ver: Olas de calor e incendios forestales empeorarán la contaminación del aire: ONU
Las partículas de aerosol del humo contienen carbón marrón. Las diversas moléculas que componen el carbón marrón son similares a algunos tintes orgánicos, lo que le da en general un color marrón característico. Sin embargo, cuando el ozono de la atmósfera reacciona con el carbón marrón, puede transformarlo en nuevas moléculas incoloras que no calientan la tierra.
Reacción significativamente más lenta
Anteriormente se suponía que las reacciones entre el carbón marrón y el ozono eran relativamente rápidas. Dentro de un día de ser emitido por un incendio, el carbono marrón en su mayoría dejaría de absorber la radiación solar. Pero ahora, a través de una combinación de experimentos de laboratorio y simulaciones atmosféricas, está claro que la reacción entre el carbón marrón y el ozono puede ser significativamente más lenta.
Los experimentos con humo de madera de pino mostraron que el carbón marrón perdía rápidamente su color cuando se exponía al ozono en un ambiente cálido y húmedo . Por el contrario, cuando la temperatura y la humedad disminuyeron, el carbón marrón permaneció.
Esto se debe a que la temperatura y la humedad cambian la viscosidad de las partículas de aerosol . Las condiciones húmedas conducen a que una gran cantidad de agua sea absorbida por las partículas y, como resultado, se vuelven muy fluidas. Pero si se elimina esa agua y los aerosoles se enfrían, se vuelven muy viscosos, como la melaza, o incluso como el vidrio en condiciones extremas .
Para que un oxidante como el ozono blanquee el carbón marrón, el ozono necesita penetrar y mezclarse dentro de las partículas de humo. Cuando las partículas de humo se vuelven viscosas, los oxidantes tardan mucho en mezclarse, más de un año en algunos casos.
En altitudes de menos de 1 km en la atmósfera, las condiciones son relativamente cálidas y húmedas, por lo que las partículas de humo a menudo no son muy viscosas y el carbón marrón se blanquea rápidamente. Pero a mayor altura el aire es más seco y frío. Cuando las partículas de humo alcanzan estas alturas, pueden volverse muy viscosas y el proceso de blanqueo puede ser tan lento que prácticamente no ocurre.
Ver: Domar los incendios forestales del mañana
Modelado atmosférico
El resultado es significativamente diferente cuando colocamos este nuevo carbono marrón de mayor duración en un modelo atmosférico que simula el transporte de aerosoles alrededor del planeta y cómo interactúan con la radiación solar. Los nuevos resultados muestran un efecto de calentamiento en el clima del carbono marrón que es el doble que la estimación anterior .
Esto representa otra pieza importante del rompecabezas climático.
El marco de Límites Planetarios del Centro de Resiliencia de Estocolmo identifica los procesos que regulan la estabilidad y la resiliencia del sistema terrestre. Los aerosoles se clasifican como una de las nueve formas clave en que los humanos cambian el medio ambiente, pero el riesgo total que representan sigue sin cuantificarse dentro del marco de los límites planetarios.
La investigación sobre aerosoles puede acercarnos a la comprensión de su efecto total sobre el medio ambiente, lo que nos permitirá estar más preparados y mejor equipados para enfrentar el futuro de nuestro planeta.
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original .
