Aerosoles en la Tierra y en Marte

¿Qué es un aerosol? Denominamos aerosol a una dispersión de partículas sólidas y líquidas en suspensión en un gas. Los aerosoles atmosféricos se refieren a partículas sólidas y líquidas suspendidas en el aire.

En el caso de nuestro planeta son principalmente producidos por diferentes procesos que ocurren en las superficies de la Tierra y del agua, y en la propia atmósfera. Se producen tanto en la troposfera como en la estratosfera, pero hay diferencias considerables en los rangos de tamaño, en la naturaleza química y en las fuentes de los aerosoles que se producen en estas dos capas de la atmósfera.

Los aerosoles tienen importantes consecuencias para el clima global, los procesos del ecosistema y la salud humana. La contaminación atmosférica por aerosoles se define como el cambio en la composición natural de la atmósfera debido a la suspensión de partículas, siendo uno de los grandes problemas ambientales en los países más desarrollados. Por otro lado, los aerosoles presentan una alta variabilidad espacial y temporal en la atmósfera con lo que su estudio en muy importante para saber los efectos que producen sobre el clima.

Desde el espacio, mediante el uso de la teledetección (observación remota desde el espacio) y desde estaciones en Tierra se obtienen medidas muy precisas de aerosoles, siendo la medida más importante el espesor óptico de aerosoles (AOD o  τa) ya que puede ser aplicado en los cálculos de transferencia radiativa y en la evaluación del tratamiento de los aerosoles en los modelos regionales y el clima, pues representa la carga total de aerosoles en la columna atmosférica.

Como hemos definido los aerosoles atmosféricos son partículas en estado sólido o líquido que se encuentran suspendidas en la atmósfera, partículas  cuyo tamaño puede oscilar entre 0.001 y 100 μm.

Captura

Su presencia en la atmósfera de la Tierra puede ser debida a distintas causas y, por tanto, una forma de clasificarlos es en función de su origen, distinguiendo entre aerosoles primarios o secundarios.  El primer tipo corresponde a aquellos que se incorporan directamente a la atmósfera a través de emisiones naturales (erupciones volcánicas, polvo desértico, etc.) o actividades antropogénicas (quema de combustibles fósiles, actividades industriales, etc.); mientras que los del segundo tipo son los que se originan como consecuencia de diversos procesos químicos que tienen lugar en ella.

Captura                                              Aerosoles de origen natural

CapturaAerosoles de origen Antropogénico

    Los aerosoles tienen un impacto directo en el balance radiativo de la Tierra dispersando y absorbiendo la radiación solar (Qianshan He et al-2010) y  sus efectos radiativos se clasifican en directos (efectos en la propagación de la radiación), indirectos (modificación de los efectos radiativos de las nubes) y semidirectos (efecto de la absorción de los aerosoles en una nube).  Informes del  IPCC[1] (2007) estiman que a nivel global medio el forzamiento radiativo directo de los aerosoles antropogénicos en el TOA (techo de la atmosfera) es negativo, favoreciendo el enfriamiento del clima, y con una incertidumbre muy grande. En el caso del forzamiento radiativo indirecto las incertidumbres son todavía mayores.

 La acumulación de aerosoles puede ser observada e influir en la visibilidad cuando se presentan en la siguiente forma:

 –  Niebla: Suspensión en el aire de finas gotas de agua. Se produce sobre la superficie del suelo y reducen la visibilidad.

Calima: Son partículas secas de tamaño muy pequeño en suspensión (polvo, cenizas, arcilla o arena). Una variante de la calima sería la Bruma que da una mayor visibilidad.

El humo: Suspensión en la atmósfera de partículas pequeñas producidas por procesos de combustión.

Aerosoles en otros planetas: Marte.

Pese a que Marte tiene una atmósfera muy débil en comparación con la Tierra y tan solo un 1% de la presión atmosférica que tenemos en la Tierra, se producen una gran cantidad de tormentas de arena, tanto a nivel local como a nivel global.

El viento está en parte influenciado por la circulación atmosférica general (y por lo tanto puede variar con la estación y el tiempo local). La configuración regional y posiblemente local también controla significativamente las características del viento, que sobretodo los efectos de la topografía, el albedo, y la inercia térmica.

Una tormenta de polvo local es un evento que se produce en Marte en una escala reducida, cuyo eje principal no es mayor que 2000 km y la superficie es menor que 106 km². Produce efectos locales como opacidades y variaciones de temperatura.Captura

También pueden ocurrir tormentas de polvo globales que por lo general se origina a partir de una serie de tormentas regionales. Es probable que se produzcan en el rango de Ls 200º a Ls 310º (verano y otoño marciano) y puede durar muchos días marcianos.

CapturaEstaciones en Marte, puede verse que Ls:200 a Ls:300 corresponde a la posición de Marte en su órbita en las estaciones de verano y otoño.

Produce fuertes efectos globales sobre opacidades por el polvo, temperaturas y la circulación atmosférica (vientos ecuatoriales) y, por tanto, las tormentas de polvo tienen una gran influencia en perfiles atmosféricos de Marte.

Más información sobre aerosoles:

[1] Panel Intergubernamental del Cambio Climático

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