nube antropogénica

Una nube homogeneizada , antropogénica o artificial es aquella inducida por la actividad humana. Si bien la mayoría de las nubes que cubren el cielo tienen un origen puramente natural, desde el comienzo de la Revolución Industrial , el uso de combustibles fósiles , vapor de agua y otros gases emitidos por centrales nucleares, térmicas y geotérmicas produce alteraciones significativas en las condiciones meteorológicas locales . Estas nuevas condiciones atmosféricas pueden, por lo tanto, favorecer la formación de nubes . ^{[ 1 ]}

Se han propuesto diversos métodos para crear y utilizar este fenómeno meteorológico . También se han realizado experimentos para diversos estudios. Por ejemplo, científicos rusos llevan más de 50 años estudiando las nubes artificiales. ^{[ 2 ]} Sin embargo, la mayor parte de las nubes antropogénicas son las estelas de condensación de los aviones y las estelas de los cohetes. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Se necesitan tres condiciones para que se forme una nube antropogénica:

1. El aire debe estar cerca de la saturación de su vapor de agua,
2. El aire debe enfriarse hasta la temperatura del punto de rocío con respecto al agua (o hielo ) para condensar (o sublimar ) parte del vapor de agua,
3. El aire debe contener núcleos de condensación , pequeñas partículas sólidas, donde comienza la condensación/sublimación.

El uso actual de combustibles fósiles intensifica cualquiera de estas tres condiciones. En primer lugar, la combustión de combustibles fósiles genera vapor de agua. Además, esta combustión también genera la formación de pequeñas partículas sólidas que pueden actuar como núcleos de condensación. Finalmente, todos los procesos de combustión emiten energía que intensifica los movimientos verticales ascendentes.

A pesar de todos los procesos que implican la combustión de combustibles fósiles, solo algunas actividades humanas, como las centrales térmicas, los aviones comerciales o las industrias químicas, modifican lo suficiente las condiciones atmosféricas como para producir nubes que puedan utilizar el calificativo de homogenitis debido a su origen antrópico.

El Atlas Internacional de Nubes, publicado por la Organización Meteorológica Mundial, recopila la propuesta realizada por Luke Howard a principios del siglo XIX y todas las modificaciones posteriores. Cada nube tiene un nombre en latín y se clasifican según su género , especie y variedad .

• Hay 10 géneros (plural de género ) (por ejemplo, cumulus , stratus , etc...).
• Existen varias especies para estos géneros que describen la forma, las dimensiones, la estructura interna y el tipo de movimiento vertical (por ejemplo, stratus nebulosus para los estratos que cubren todo el cielo). Las especies son mutuamente excluyentes.
• Las especies pueden subdividirse en variedades que describen su transparencia o su disposición (por ejemplo, stratus nebulosus opacus para los estratos densos que cubren todo el cielo).

Se pueden agregar otros términos para describir el origen de la nube. Homogenitus es un sufijo que indica que una nube se origina por la actividad humana. ^{[ 5 ]} Por ejemplo, un cúmulo originado por la actividad humana se denomina Cumulus homogenitus y se abrevia como CUh . Si una nube homogenitus de un género cambia a otro tipo de género, se denomina nube homomutatus . ^{[ 6 ]}

La clasificación internacional de nubes divide los diferentes géneros en tres grupos principales según su altitud:

• nubes altas
• Nubes medias
• nubes bajas

Las nubes homogéneas pueden generarse a partir de diferentes fuentes en los niveles altos y bajos.

Alta homogeneidad

A pesar de que los tres géneros de nubes altas —cirros , cirrocúmulos y cirrostratos— se forman en la parte superior de la troposfera , lejos de la superficie terrestre, pueden tener un origen antropogénico. En este caso, el proceso que causa su formación es casi siempre el mismo: el vuelo de aeronaves comerciales y militares. Los gases de escape de la combustión del queroseno (o a veces gasolina ) expulsados ​​por los motores aportan vapor de agua a esta región de la troposfera.

Además, el fuerte contraste entre el aire frío de las capas altas de la troposfera y el aire cálido y húmedo expulsado por los motores de las aeronaves provoca una rápida deposición de vapor de agua, formando pequeños cristales de hielo . Este proceso también se ve potenciado por la presencia de abundantes núcleos de condensación producidos como resultado de la combustión. Estas nubes se conocen comúnmente como estelas de condensación ( estelas de condensación ) y son inicialmente nubes cirros lineales que podrían denominarse Cirrus homogenitus ( Cih ). La gran diferencia de temperatura entre el aire expulsado y el aire ambiente genera procesos de convección a pequeña escala , que favorecen la evolución de las estelas de condensación a Cirrocumulus homogenitus ( Cch ).

Dependiendo de las condiciones atmosféricas en la parte superior de la troposfera, donde vuela el avión, estas nubes altas desaparecen rápidamente o persisten. Cuando el aire es seco y estable, el agua se evapora rápidamente dentro de las estelas de condensación y solo se puede observar hasta a varios cientos de metros del avión. Por otro lado, si la humedad es suficientemente alta, existe una sobresaturación de hielo y el homogenitus se expande y puede persistir durante horas. En este último caso, dependiendo de las condiciones del viento, el Cch puede evolucionar a Cirrus homogenitus ( Cih ) o Cirrostratus homogenitus ( Csh ). La existencia y persistencia de estos tres tipos de nubes altas antropogénicas puede indicar la aproximación a la estabilidad del aire. En algunos casos, cuando hay una gran densidad de tráfico aéreo, estos homogenitus altos pueden inhibir la formación de nubes altas naturales, ya que las estelas de condensación capturan la mayor parte del vapor de agua.

baja homogeneidad

La parte más baja de la atmósfera es la región más influenciada por la actividad humana, a través de la emisión de vapor de agua, aire caliente y núcleos de condensación. Cuando la atmósfera es estable, el aporte adicional de aire cálido y húmedo proveniente de las emisiones favorece la formación de niebla o produce capas de Stratus homogenitus ( Sth ). Si el aire no es estable, este aire cálido y húmedo emitido por las actividades humanas crea un movimiento convectivo que puede alcanzar el nivel de condensación elevado , produciendo una nube cúmulo antropogénica, o Cumulus homogenitus ( Cuh ). Este tipo de nubes también puede observarse sobre el aire contaminado que cubre algunas ciudades y áreas industriales bajo condiciones de alta presión.

Los estratocúmulos homogenitus ( Sch ) son nubes antropogénicas que pueden formarse por la evolución de Sth en una atmósfera ligeramente inestable o de Cuh en una atmósfera estable.

Finalmente, los grandes y majestuosos cumulonimbos ( Cb ) presentan un desarrollo vertical tan pronunciado que solo en algunos casos particulares pueden ser creados por causas antrópicas. Por ejemplo, los grandes incendios pueden provocar la formación de nubes flammagenitus , que pueden evolucionar a cumulonimbos flammagenitus ( CbFg , o CbFgh si son de origen antropogénico); las explosiones muy grandes, como las nucleares , producen nubes en forma de hongo , un subtipo distintivo de cumulonimbos flammagenitus.

Las nubes antropogénicas pueden generarse en laboratorio o in situ para estudiar sus propiedades o utilizarlas con otros fines. Una cámara de nubes es un entorno sellado que contiene vapor sobresaturado de agua o alcohol . Cuando una partícula cargada (por ejemplo, una partícula alfa o beta ) interactúa con la mezcla, el fluido se ioniza. Los iones resultantes actúan como núcleos de condensación , alrededor de los cuales se formará una niebla (porque la mezcla está a punto de condensarse). La siembra de nubes, una forma de modificación del clima , es el intento de cambiar la cantidad o el tipo de precipitación que cae de las nubes , dispersando sustancias en el aire que sirven como núcleos de condensación o de hielo , alterando los procesos microfísicos dentro de la nube. La intención habitual es aumentar la precipitación (lluvia o nieve), pero la supresión de granizo y niebla también se practica ampliamente en los aeropuertos.

Se han realizado numerosos experimentos con esos dos métodos en la troposfera . A altitudes más elevadas, la NASA estudió la inducción de nubes noctilucentes en 1960 y 2009. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} En 1984, satélites de tres naciones participaron en un experimento de nube artificial como parte de un estudio de vientos solares y cometas. ^{[ 10 ]} En 1969, un satélite europeo liberó y encendió óxido de bario y cobre a una altitud de 43 000 millas en el espacio para crear una columna malva y verde de 2000 millas visible durante 22 minutos. Fue parte de un estudio de campos magnéticos y eléctricos . ^{[ 11 ]}

En 2011 se sugirieron planes para crear nubes artificiales sobre torneos de fútbol en Oriente Medio como una forma de ayudar a dar sombra y refrescar la Copa Mundial de la FIFA 2022 de Qatar . ^{[ 12 ]}

Hay muchos estudios que tratan sobre la importancia y los efectos de las nubes antrópicas altas (Penner, 1999; Minna et al., 1999, 2003–2004; Marquart et al., 2002–2003; Stuber y Foster, 2006, 2007), pero no sobre las nubes antrópicas en general. Para el caso particular de Cia debido a las estelas de condensación, el IPCC estima un forzamiento radiativo positivo de alrededor de 0,01 Wm ⁻² .

Al anotar los datos meteorológicos, el uso del sufijo que indica el origen de las nubes permite diferenciarlas de las de origen natural. Una vez establecida esta notación, tras varios años de observaciones, se podrá analizar con claridad la influencia de la homogenitis en el clima terrestre .

• Estela
• Teoría de la conspiración de las estelas químicas
• Impacto ambiental de la aviación
• oscurecimiento global

• Howard, L. 1804: Sobre la modificación de las nubes y los principios de su producción, suspensión y destrucción: contenido de un ensayo leído ante la Sociedad Askesiana en la sesión de 1802-03. J. Taylor. Londres.
• IPCC 2007 AR4 WGI WGIII.
• Marquart, S. y B. Mayer, 2002: Hacia una estimación confiable de GCM sobre el forzamiento radiativo de las estelas de condensación. Geophys. Res. Lett., 29, 1179, doi:10.1029/2001GL014075.
• Marquart S., Ponater M., Mager F. y Sausen R., 2003: Desarrollo futuro de la cobertura de estelas de condensación, profundidad óptica y forzamiento radiativo: impactos del aumento del tráfico aéreo y el cambio climático. Journal of Climatology, 16, 2890–2904
• Mazon J, Costa M, Pino D, Lorente J, 2012: Nubes causadas por actividades humanas. Weather, 67, 11, 302–306.
• Glosario meteorológico de la Sociedad Meteorológica Americana: http://glossary.ametsoc.org/?p=1&query=pyrocumulus&submit=Search
• Minnis P., Kirk J. y Nordeen L., Weaver S., 2003. Frecuencia de estelas de condensación sobre Estados Unidos a partir de observaciones de superficie. American Meteorology Society, 16, 3447–3462
• Minnis, P., J. Ayers, R. Palikonda y D. Phan, 2004: Estelas de condensación, tendencias de cirros y clima. J. Climate, 14, 555–561.
• Norris, JR, 1999: Sobre las tendencias y posibles artefactos en la cobertura de nubes oceánicas globales entre 1952 y 1995. J. Climate, 12, 1864–1870.
• Penner, J., D. Lister, D. Griggs, D. Dokken y M. McFarland, 1999: Informe especial sobre la aviación y la atmósfera global. Cambridge University Press, 373 págs.
• Stuber, N., y P. Forster, 2007: El impacto de las variaciones diurnas del tráfico aéreo en el forzamiento radiativo de las estelas de condensación. Atmos. Chem. Phys., 7, 3153–3162.
• Stuber, N., P. Forster, G. Rädel y K. Shine, 2006: La importancia del ciclo diurno y anual del tráfico aéreo para el forzamiento radiativo de las estelas de condensación. Nature, 441, 864–867.
• Organización Meteorológica Mundial (1975). Atlas Internacional de Nubes: Manual para la observación de nubes y otros meteoros. OMM-Nº 407. I (texto). Ginebra: Organización Meteorológica Mundial. ISBN 9263104077.
• Organización Meteorológica Mundial (1987). Atlas Internacional de Nubes: Manual para la observación de nubes y otros meteoros. OMM-Nº 407. II (láminas). Ginebra: Organización Meteorológica Mundial.  196 págs. ISBN 9263124078.