Formación de partículas sinérgicas HNO₃-H₂SO₄-NH₃ en la parte superior de la troposfera

Área de la Ciencia:

• Química de la atmósfera
• Física de las nubes
• Ciencia de los aerosoles

Sus antecedentes:

• La formación de nuevas partículas en la troposfera superior es una fuente clave de núcleos de condensación de nubes (CCN).
• Los vapores precursores específicos que impulsan este proceso siguen siendo poco conocidos.
• Anteriormente se pensaba que el amoníaco era eliminado por las gotas de las nubes, lo que limitaba su papel en la formación de partículas de la troposfera superior.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos sinérgicos del ácido nítrico, el ácido sulfúrico y el amoníaco en la formación de nuevas partículas en condiciones de la troposfera superior.
• Determinar las tasas de formación y los mecanismos de crecimiento de estas partículas.
• Evaluar el papel de estas partículas como núcleos de condensación de nubes y partículas nucleantes de hielo.

Principales métodos:

• Experimentos realizados en la cámara CLOUD del CERN simulando las condiciones de la troposfera superior.
• Análisis de las tasas de formación de partículas y la dinámica de crecimiento.
• Utilización de simulaciones de modelos para confirmar el transporte atmosférico y los procesos de nucleación.

Principales resultados:

• El ácido nítrico, el ácido sulfúrico y el amoníaco forman partículas sinérgicamente a tasas significativamente más rápidas que cualquier combinación de dos componentes.
• La co-condensación de amoníaco y ácido nítrico impulsa un rápido crecimiento de las partículas a tamaños CCN, incluso con un mínimo de sulfato.
• Estas CCN funcionan como partículas nucleantes de hielo altamente eficientes, comparables al polvo del desierto.
• Las simulaciones de modelos confirman el transporte eficiente de amoníaco durante el monzón asiático, impulsando la nucleación y la propagación de partículas nucleantes de hielo.

Conclusiones:

• El mecanismo sinérgico de nucleación HNO3-H2SO4-NH3 es una vía dominante para la formación de CCN en la troposfera superior.
• El amoníaco juega un papel crucial en la formación y el crecimiento de partículas de la troposfera superior, particularmente en regiones como el monzón asiático.
• Las partículas resultantes actúan como partículas nucleantes de hielo significativas, influyendo en las propiedades de las nubes y el clima en todo el hemisferio norte.