El humo de los incendios forestales está transformando las nubes, haciendo que sea menos probable que llueva

Durante el verano de 2018, la peor temporada de incendios forestales que jamás había visto el oeste de Estados Unidos envió espesas columnas de humo al cielo. La científica atmosférica Cynthia Twohy y sus colegas pasaron semanas volando un avión de investigación gigante, el C-130, a través del humo, que era tan denso que la luz dentro del avión a veces se oscurecía al anochecer.

“Ni siquiera se podían ver las nubes afuera, las partículas de humo eran tan espesas”, afirma Twohy, quien trabaja para NorthWest Research Associates, una organización de investigación propiedad de científicos. Todo ese humo, pensó, debe tener un impacto en las nubes que se forman sobre la superficie del Oeste.

De hecho, de acuerdo con un estudio que ella y sus colegas publicaron recientemente en Geophysical Research Letters: las partículas de humo hacen que algunas nubes sean más densas y más compactas con gotitas diminutas, una combinación que significa que es menos probable que el agua en ellas caiga en forma de lluvia.

El equipo no vinculó directamente los cambios en las nubes con la sequía occidental en curso. Pero el temor es que en el Oeste seco y cada vez más propenso a los incendios, un circuito de retroalimentación como este podría empeorar la sequía y, por lo tanto, los ciclos de incendios.

Lo que está muy claro por ahora, según Twohy, es que “la razón por la que estas nubes son como son es por las partículas de humo” y la forma en que son hace que sea menos probable que produzcan lluvia.

Más partículas, menos lluvia

Las nubes se forman cuando el vapor de agua en la atmósfera se condensa en gotitas alrededor de partículas diminutas que flotan en el aire.

Pero hay poca agua en el aire, especialmente durante el verano en el árido oeste de EE. UU. si ese poco de agua tiene solo unas pocas partículas pegajosas a las que agarrarse, el agua eventualmente se acumulará en esas pocas partículas, formando grandes gotas. Pero si hay muchas partículas pequeñas disponibles, el agua puede esparcirse, formando un caleidoscopio brillante de gotitas diminutas.

En una columna de humo, no hay escasez de partículas. Un incendio destroza cualquier cosa a su paso y puede disparar los detritos hacia la atmósfera: trozos oscuros y carbonizados de material orgánico; partículas pegajosas de alquitrán; ceniza marrón; y mucho más. Las partículas oscuras se agrupan en pequeños grupos de unos 100 nanómetros de diámetro, aproximadamente del tamaño de un trozo de almidón de maíz fino, que es exactamente el tamaño adecuado para formar gotas de nubes.

En el año 2018, Twohy y sus colegas recolectaron gotas de nubes directamente del aire fuera del avión. Efectivamente, dentro de las columnas de humo encontraron gotas que eran aproximadamente cinco veces más numerosas y aproximadamente la mitad del tamaño que en las nubes sin humo.

En sí mismas, eso no es sorprendente, aunque los científicos no habían recolectado previamente gotas del interior de una nube cambiada por el humo. Pero sus impactos son potencialmente malas noticias, porque las nubes formadas por gotas más pequeñas tienen menos probabilidades de llover; las gotas simplemente no son lo suficientemente pesadas como para caer al suelo y, en cambio, permanecen flotando en el aire.

"Cuando las gotas de las nubes son demasiado pequeñas, a veces no llueve", afirma Jonathan Jiang, científico atmosférico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de California.

El humo suprime la lluvia

Los científicos han visto pruebas de estos efectos en otros lugares, pero no recolectando gotas de nubes directamente del aire y no sobre tierras plagadas de sequías como los incendios al oeste de EE. UU., en el Amazonas, en el sur de África y en Indonesia, por ejemplo, que arroja enormes columnas de humo a la atmósfera y las partículas finas hacen lo mismo allí que en el oeste de los Estados Unidos: crecen nubes densas con gotitas diminutas con el agua atrapada.

Los incendios también afectan la atmósfera misma. Las partículas de humo son oscuras, por lo que absorben la luz solar y se calientan a sí mismas y al aire que las rodea. Mientras tanto, las nubes más densas que ayudan a formar son brillantes, por lo que reflejan mucha luz solar, lo que evita que caliente el suelo.

El resultado es que el humo reduce la diferencia de temperatura entre el suelo cálido y el aire frío más arriba. Pero esa diferencia de temperatura es lo que impulsa las corrientes ascendentes convectivas que forman las nubes de tormenta.

Los científicos estiman que esos efectos combinados (la convección suprimida y las gotas demasiado pequeñas para llover) reducen las precipitaciones sobre las partes de África central durante la temporada de incendios, lo que podría desencadenar un ciclo de retroalimentación que conduce a más incendios. Lo mismo ha sucedido en Madagascar, que ha experimentado una disminución de aproximadamente un 20 por ciento en las precipitaciones en las últimas décadas, en parte debido a los incendios provocados por el hombre, afirma Jiang.

En algunos casos, el humo podría hacer lo contrario e intensificar las precipitaciones. En partes del Amazonas húmedo, un complicado conjunto de física atmosférica implica que el humo apisona las nubes de nivel inferior pero hace que se formen nubes de tormenta en la alta atmósfera.

Pero en general, los modelos climáticos sugieren que probablemente se produzca una caída de las precipitaciones inducida por el humo en gran parte del planeta. Lo que es preocupante, según Jiang, es cómo todas las piezas del rompecabezas del cambio climático pueden empujar hacia peores condiciones.

“Piensa en el calentamiento global. Debido al calor adicional, los incendios forestales son más frecuentes. Y como son más frecuentes, se obtienen [condiciones] más secas, lo que significa menos precipitaciones”, explica.

Entonces el humo podría terminar agravando la sequía y perpetuando su propia existencia.

Un ciclo de retroalimentación "muy aterrador"

Aunque Twohy y sus colegas no relacionaron directamente el humo adicional en el aire con los cambios en las precipitaciones del oeste, los científicos ya saben que el oeste está viendo menos lluvia durante la temporada de incendios que antes. Un estudio realizado en el año 2018 descubrió que la cantidad de días de lluvia en verano se ha reducido un 4 por ciento por década desde 1979. Eso ha llevado a un aumento de la vegetación seca que está lista para quemarse. 

Y, de hecho, Occidente ha visto un gran aumento de incendios forestales y humo en las últimas dos décadas. En el 2018, casi el doble de material quemado terminó en la atmósfera que el promedio del siglo XX. En el 2020, fue más alto en casi un factor de tres.

Aunque no llueve mucho durante el verano en gran parte del oeste en los mejores años, esa lluvia es muy importante. "Muy a menudo, la magnitud de un incendio se relaciona con el momento en que la lluvia llega para apagar el fuego", afirma Charles Luce, investigador del Servicio Forestal en la Estación de Investigación de las Montañas Rocosas en Boise, Idaho.

Lo que sugiere la nueva investigación es que el humo puede ayudar a controlar las lluvias que apagan los incendios o evitar que comiencen en primer lugar. Nadie sabe aún cuánto impacto podría tener este efecto en el oeste de los Estados Unidos o en el mundo.

Pero para Occidente, que está atrapado en una sequía de dos décadas que rivaliza con cualquiera en los últimos 2.000 años y se enfrenta a otro año de enormes incendios forestales y humo asfixiante, la perspectiva de otro ciclo de retroalimentación exacerbado es "un pensamiento muy aterrador” señala Jiang.