CLAVEL: Nubes y aerosoles relevantes en el Clima: Un análisis integral con resolución vertical de las nubes cirro y las partículas en ambientes de polvo y marinos respecto a su impacto radiativo en el Cambio Climático

CLAVEL es un Proyecto financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI), Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (PID2023-151666NB-I00). Periodo: 01/09/2024 – 31/08/2027. IP: Carmen Córdoba Jabonero (cordobajc@inta.es), Área de Investigación e Instrumentación Atmosférica (AIIA).

Descripción

El impacto de las partículas de aerosol y las nubes, y sus interacciones, en el clima es uno de los campos de estudio más desafiantes en investigación atmosférica, principalmente debido a sus implicaciones en el equilibrio radiativo del sistema Tierra-atmósfera. El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) de 2021 destacó que la representación de las nubes y las interacciones aerosol-nube (ACI) presentan incertidumbres significativas a la hora de refinar la predicción de escenarios climáticos futuros. De hecho, las ACI representan uno de los principales mecanismos de nucleación implicados en la formación de nubes. Así, los aerosoles pueden actuar como núcleos de condensación de nubes (CCN), promoviendo la formación de gotas en nubes, y como partículas nucleantes de hielo (INP), dando lugar a nubes de hielo. Entre ellos: el polvo, ampliamente estudiado en relación con ACI, pero menos en cuanto a su papel en casos extremos (por ej., olas de calor-HW); y los aerosoles marinos, bastante menos investigados, a pesar de que también sirven como un buen reservorio de partículas para CCN/INP. Además, a diferencia de la nucleación heterogénea, el grado de comprensión de las implicaciones climatológicas de las nubes puras de hielo (por ej., cirros; nucleación homogénea) es bastante bajo. La hipótesis de partida se basa en la necesidad de mejorar nuestro conocimiento sobre sus propiedades e impacto en el clima, ya sea por separado o combinados en términos ACI. Por tanto, el objetivo general es llevar a cabo un estudio integral, con resolución vertical, de aquellos aerosoles (e. d., polvo y partículas marinas) y nubes de hielo (cirros) relevantes para el clima, así como su potencial ACI. Para ello, se implementará una metodología avanzada basada en la combinación sinérgica del uso de teledetección activa (lidar) y pasiva (fotometría solar/lunar) desde tierra y satélite junto con parametrizaciones CCN/INP validadas, más datos meteorológicos, para realizar: (1) estudio avanzado de las partículas de aerosol en ambientes representativos (polvo, marino) invirtiendo sus propiedades bajo diferentes condiciones atmosféricas, incluyendo eventos extremos (intensas intrusiones de polvo y HW asociados); (2) análisis estadístico de las propiedades de las nubes de hielo en condiciones de nucleación homogénea (por ej., cirros), incluida la estimación de los parámetros más relevantes para las nubes asociados a su efecto radiativo (contenido de hielo y radio efectivo); (3) en relación con (2), estimación del efecto radiativo de los cirros adaptando modelos de transferencia radiativa; y (4) determinación de la concentración pronosticada de CCN e INP inducida por aerosoles, de relevancia en modelos meteorológicos y climáticos.

La presente propuesta representa un proyecto colaborativo entre el INTA, que lo lidera desde su estación en El Arenosillo/Huelva (expuesta con gran frecuencia al paso de intrusiones de polvo Sahariano), e investigadores de dos instituciones internacionales, la Universidad de Évora-Instituto de Ciencias de la Tierra (UE-ICT, Portugal) y la Universidad de La Reunión (UR, Francia), que cuentan además de con estaciones frecuentemente afectadas con intrusiones de polvo Sahariano (Évora) y de quema de biomasa del Sahel (isla de La Reunión), con instalaciones de teledetección marina, respectivamente, en las islas Azores (O. Atlántico) y la isla de La Reunión (O. Índico). Dichas estaciones se encuentran dentro del marco de ACTRIS/EARLINET y NASA MPLNET y AERONET. Además, este proyecto es importante para la reciente misión EarthCARE de ESA/JAXA (mayo 2024), siendo su objetivo principal las interacciones aerosol-nube-radiación. De hecho, la participación del INTA junto con UE-ICT y UR ya está programada en sus actividades de calibración/validación. Igualmente importantes serán los resultados esperados obtener en este proyecto en relación directa con otros proyectos del INTA involucrados en misiones planetarias, como el desarrollo de un sistema lidar miniaturizado (MiLi) de aplicación al estudio de las partículas de polvo y nubes de hielo en Marte.

El proyecto CLAVEL está en el marco de trabajo de la línea de investigación del AIIA: Impacto vertical de las partículas de aerosol y las nubes en la atmósfera y el clima por medio de técnicas de teledetección activa (lidar) y pasiva (fotometría) desde plataformas aeroespaciales y desde tierra. Extrapolación a misiones planetarias.