Hace tres décadas, David Ho instaló dos piscinas infantiles rosas con dibujos de dinosaurios en el aparcamiento de un edificio de la NOAA en Miami, donde las tormentas vespertinas eran habituales. Tenía 22 años, acababa de terminar sus estudios universitarios y trabajaba como técnico en la NOAA.
Llenó ambas piscinas con agua, añadió un trazador de gas y puso un toldo sobre una de ellas como control. Luego, todos los días durante varios meses, esperó a que cayera el diluvio, empapándose mientras extraía muestras de cada piscina con jeringas de vidrio.
“Fue bastante miserable”, dijo, “pero obtuve algunos resultados interesantes”.
Estos primeros experimentos demostraron que la lluvia aumenta la velocidad de transferencia de dióxido de carbono (CO2), o la eficiencia con la que se transfiere del aire al agua. Ho, ahora oceanógrafo en la Universidad de Hawai’i en Manoa, ha investigado este tema desde entonces, analizando el efecto en un simulador de lluvia de la NASA y durante viajes de investigación en el Pacífico.
Su último estudio es la culminación de este trabajo, ya que ofrece la primera estimación global y exhaustiva de lo que sucede con los flujos de CO2 cuando la lluvia llega al océano. El océano global absorbe aproximadamente una cuarta parte de las emisiones de CO2 de las actividades humanas, y esta investigación muestra que la lluvia aumenta esta absorción en 140-190 millones de toneladas métricas, o un 5%-7%, por año.
“Puede resultar sorprendente que se tarde tanto en cuantificar este proceso, pero en parte se debe a que se trata de un problema difícil de examinar”, dijo Ho. La mayoría de las mediciones de concentraciones de gas en el océano provienen de barcos, que recogen muestras de agua a una profundidad de 5-7 metros. Pero como la lluvia llega a la superficie, sus efectos son invisibles a esas profundidades. “Esto se ha ignorado porque no tenemos los datos”.
Turbulencia, dilución y deposición húmeda
La absorción de dióxido de carbono en el océano no es uniforme. Algunas regiones actúan como sumideros, absorbiendo el gas, mientras que otras áreas lo liberan.
Cuando una gota de lluvia cae en el océano, cambia temporalmente la física y la química del agua de mar que la rodea. El estudio identificó tres medios principales por los cuales la lluvia aumenta la absorción de carbono del océano: turbulencia, dilución y deposición húmeda.
Cuando una gota golpea la superficie, genera turbulencia que pone más agua en contacto con la atmósfera y el carbono que contiene. Cada gota es también una salpicadura de agua relativamente dulce, que diluye el agua de mar y cambia el gradiente de concentración de CO2 entre el aire y el mar, lo que permite una mayor absorción. Y finalmente, la deposición húmeda se refiere a cómo cada gota absorbe CO2 a medida que cae a través de la atmósfera, y luego inyecta ese gas directamente en el océano.
La deposición húmeda es un flujo unidireccional, dijo Rik Wanninkhof, un oceanógrafo de la NOAA que fue pionero en el uso de trazadores químicos inertes para estudiar los intercambios de gases entre el aire y el agua. Wanninkhof no participó en el último estudio, pero trabajó con Ho en los experimentos de la piscina. “No pensamos en esto en los primeros estudios, pero a escala global, esta investigación muestra que este es probablemente uno de los mayores efectos de la lluvia en los flujos de dióxido de carbono”, dijo.
El estudio fue dirigido por Laetitia Parc como parte de sus estudios de doctorado en la Universidad de la Sorbona. Para ella, el hallazgo más significativo es que la magnitud de este efecto de la lluvia en la absorción de carbono del océano es comparable a la magnitud del desequilibrio del presupuesto global de carbono, o la diferencia estimada entre las emisiones totales de carbono y la absorción total de carbono por el océano y la tierra. Ser capaz de cuantificar estos procesos a pequeña escala en la interfaz aire-mar debería mejorar la capacidad de los científicos para modelar los flujos de carbono entre la atmósfera y el océano, dijo.
Seguimiento de los patrones de lluvia en el océano
Una parte fundamental de la investigación es un modelo, desarrollado por el coautor Hugo Bellenger, que rastrea los cambios de salinidad inducidos por la lluvia en la superficie del océano. “Los modelos físicos de la superficie del océano se desarrollaron por primera vez en la década de 1960”, dijo Bellenger, un modelador climático del Laboratoire de Météorologie Dynamique del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia. “Pero aunque seguían bien los cambios de temperatura, no había [anteriormente] ninguna medición de su contraparte de salinidad”.
Este modelo permitió a los investigadores delinear dónde la lluvia tiene el impacto más fuerte. La turbulencia y la dilución juegan un papel destacado en los trópicos, que se caracterizan por fuertes lluvias y vientos débiles. Los efectos de la deposición húmeda también son significativos en las regiones tropicales, así como en otras áreas con fuertes precipitaciones, como las trayectorias de tormentas y el Océano Austral.
Esto fue una sorpresa.
“Esperábamos que la lluvia aumentara principalmente la absorción de carbono en los trópicos. Descubrir que también podría tener un impacto notable en regiones de latitudes más altas fue inesperado”, dijo Parc.
Tatiana Ilyina, científica de la Tierra y modeladora del ciclo del carbono en la Universidad de Hamburgo, que no participó en la investigación, dijo que el estudio cuantificó un efecto que hasta ahora no se había considerado en las estimaciones observacionales o basadas en modelos del presupuesto global de carbono. “Envía una fuerte señal de que no tenemos excusa para no considerar estos efectos en nuestras estimaciones del presupuesto global de carbono”.
El efecto podría hacerse más fuerte a medida que el mundo se calienta y aumentan las precipitaciones: el equipo descubrió que las tasas de deposición húmeda aumentan con la tasa de lluvia. Las tormentas ya están arrojando más lluvia y los científicos esperan que los patrones de precipitación sobre el océano cambien con el cambio climático. En su análisis, basado en observaciones satelitales y reanálisis de conjuntos de datos meteorológicos globales de 2008 a 2018, los investigadores vieron una ligera tendencia creciente en el efecto que tiene la lluvia sobre la absorción de carbono del océano.
El trabajo llama la atención sobre otra retroalimentación carbono-clima no considerada anteriormente, dijo Ilyina. “Obtener patrones de precipitación correctos ha sido un problema de larga data en los modelos globales. Ahora sabemos que esto tiene implicaciones directas para cuantificar el sumidero de carbono del océano”.
Fuente: Eos.org.
