Una intrusión cálida en el Ártico provoca niveles extremos de contaminación

Durante la expedición de investigación MOSAiC, realizada en el hielo del Ártico entre 2019 y 2020, los científicos de la EPFL observaron una perturbación atmosférica provocada por la intrusión de una masa de aire caliente altamente contaminada. Se acaba de publicar un primer estudio que proporciona una mayor comprensión del fenómeno y sus posibles implicaciones.

Los instrumentos meteorológicos instalados en el rompehielos Polarstern registraron un gran salto en la temperatura del aire cerca de la superficie, de -30,8 °C a casi 0 °C, entre el 14 y el 17 de abril de 2020. Este fue un cambio récord que nunca se había observado en el centro. Océano Ártico dentro de la climatología meteorológica disponible, a partir de hace 40 años. El rompehielos estaba operando bajo la expedición MOSAiC, cuyo objetivo es obtener una mejor comprensión de los impulsores del cambio climático acelerado en el Ártico y cómo está afectando a la región. Durante la expedición, cientos de instrumentos de investigación realizaron millones de mediciones en tiempo real, recopilando datos sobre propiedades biológicas, químicas y físicas desde el fondo del océano hasta las profundidades de las nubes.

Uno de los científicos a bordo del Polarstern era Julia Schmale, profesora asistente titular en EPFL y directora del Laboratorio de Investigación de Ambientes Extremos (EERL) de EPFL, con sede en el centro de investigación ALPOLE en EPFL Valais Wallis. Junto con un postdoctorado de EERL, Lubna Dada, y varios colegas de MOSAiC, han publicado un estudio en Comunicaciones de la naturaleza proporcionando información importante sobre este fenómeno preocupante.

Los datos recopilados por los investigadores muestran que una masa de aire cálido que transportaba grandes cantidades de contaminantes del norte de Eurasia se había infiltrado en las latitudes altas. Su estudio es el primero en revelar las propiedades químicas y microfísicas de las partículas arrastradas al Ártico central por una intrusión cálida, y en relacionar estos hallazgos con los impactos relevantes para el clima en la formación de nubes.

Datos sorprendentes

«Ya sabíamos por las previsiones meteorológicas que venía una masa de aire cálido», dice Schmale. «Es un proceso que ocurre regularmente en la región. Pero cuando observamos los datos de contaminación que registramos, vimos algo que nunca antes habíamos visto». Por lo tanto, Schmale verificó con frecuencia las lecturas de los instrumentos de medición del aire y notó que no era solo el aumento de la temperatura, sino también inesperadamente el número, la concentración de masa y el potencial de formación de nubes de las partículas transportadas lo que alcanzó niveles récord. Sus colegas del Polarstern estaban recopilando datos igualmente sorprendentes sobre la nieve y el hielo.

Una vez de vuelta en la EPFL, Schmale trabajó con Dada, que es químico y físico atmosférico, para analizar los datos del evento. Dada, el autor principal del estudio, vio que la concentración de contaminación del aire en la masa de aire caliente excedía los valores medidos normalmente en Zúrich. En contraste con las partículas en la ciudad suiza, la contaminación del aire del Ártico era mucho más ácida, debido al ácido sulfúrico, y contenía menos nitrato. «Es preocupante ver tales datos en una región donde no hay industria ni ninguna otra fuente comparable de contaminación», dice. Además, los análisis de los datos de radar mostraron que las partículas contribuyeron a formar nubes ópticamente gruesas, que actúan esencialmente como una capa opaca, amplificando el aumento de temperatura más cerca del suelo. Esto puede tener implicaciones importantes para el derretimiento del hielo marino más adelante en la temporada.

Del Ártico a latitudes medias

Un punto clave del estudio muestra que las intrusiones «sucias» pueden tener un fuerte efecto en el balance de radiación de la atmósfera, mientras que las intrusiones «limpias» se comportarían de manera diferente. Como resultado del cambio climático, los eventos de intrusión cálida, como el observado por los científicos de la EPFL en el Océano Ártico en abril de 2020, se han vuelto más frecuentes y duraderos. Sin embargo, se sabe poco sobre la concentración de la contaminación del aire, porque los modelos meteorológicos no la tienen en cuenta.

El Ártico central en particular se está viendo afectado por este tipo de eventos y al mismo tiempo se está calentando tres veces más rápido que el resto del planeta. Esto está provocando que el hielo polar se derrita a un ritmo sin precedentes, con consecuencias imprevisibles en los ecosistemas y la dinámica atmosférica que también afectan a las latitudes medias.