El invierno se acerca al hemisferio norte, y con él, los días fríos y nublados. Las nubes desempeñan un papel vital en el medio ambiente, ya que proporcionan lluvia y también reflejan la luz solar antes de que llegue a la superficie terrestre.
Sin embargo, entre 2003 y 2022, las nubes sobre el Atlántico Norte y el Pacífico Noreste se volvieron menos reflectantes, lo que permitió que más luz solar llegara a la superficie del océano y provocó un aumento de la temperatura superficial del mar.
Mis colegas y yo realizamos recientemente una investigación que demuestra que los esfuerzos globales para mejorar la calidad del aire han acelerado involuntariamente el calentamiento climático al modificar las nubes.
Si bien un aire más limpio tiene importantes beneficios para la salud, la disminución de la cantidad de contaminación por partículas también redujo el efecto de enfriamiento de las nubes, acelerando el calentamiento climático.
Oscurecimiento de las nubes y aumento de las temperaturas
Nuestro estudio se basó en dos décadas de datos satelitales para analizar los impactos de los cambios en la contaminación por partículas y el calentamiento climático en las nubes. Los datos muestran que las nubes bajas en el hemisferio norte se han atenuado rápidamente desde 2003.
En particular, la reflectividad de las nubes sobre el Atlántico Norte y el Pacífico Nororiental disminuyó casi un 3% por década. Durante el mismo período, la temperatura superficial del mar aumentó aproximadamente 0.4 °C, intensificando las olas de calor marinas que han dañado los ecosistemas y la pesca.
Se esperaba que el calentamiento climático, provocado por el aumento de los gases de efecto invernadero, provocara una disminución de las nubes bajas sobre el océano. Sin embargo, los cambios observados fueron demasiado grandes como para ser explicados por este proceso o por la variabilidad climática natural, lo que apunta a una causa adicional del calentamiento que muchos modelos climáticos subestimaron.
El factor clave resultó ser los aerosoles: partículas diminutas que actúan como semillas para las gotitas en las nubes. Cuando hay menos aerosoles, las nubes contienen menos gotitas, pero de mayor tamaño. Estas gotitas reflejan menos luz solar y son más propensas a precipitarse rápidamente, produciendo nubes más oscuras y de menor duración. Este proceso debilita el efecto refrigerante que las nubes bajas ejercen sobre las zonas marinas.
El efecto se deriva de dos mecanismos conocidos: el efecto Twomey, donde menos aerosoles hacen que las nubes sean menos reflectantes, y el efecto Albrecht, donde las gotitas más grandes acortan la vida de las nubes. En conjunto, estos cambios reducen la reflectividad general del planeta.
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Una atmósfera más limpia, un planeta más cálido
En definitiva, nuestro estudio expone una paradoja: un aire más limpio beneficia la salud humana, a la vez que revela la fuerza del calentamiento global causado por los gases de efecto invernadero, que históricamente ha estado “enmascarado” por el efecto de enfriamiento de la contaminación por partículas.
Las emisiones de dióxido de azufre (SO₂), la principal fuente de aerosoles de sulfato, disminuyeron drásticamente a medida que los países adoptaron regulaciones más estrictas para la calidad del aire. Tan solo las emisiones de SO₂ de China se redujeron en aproximadamente 16 millones de toneladas métricas por década desde 2003, con reducciones similares en Estados Unidos y Europa. Un aire más limpio implica menos partículas de aerosol disponibles para formar nubes brillantes y reflectantes.
Nuestro estudio mostró disminuciones de entre el 5 y el 10% en las concentraciones de gotitas en las nubes, especialmente en las regiones donde el brillo de las nubes disminuyó con mayor intensidad. La estrecha correlación entre la reducción de aerosoles, el mayor tamaño de las gotitas y el oscurecimiento de las nubes confirmó que un aire más limpio estaba impulsando el calentamiento regional.
Analizamos 24 modelos del sistema terrestre y descubrimos que la mayoría subestimaba la magnitud y el alcance de los cambios observados en las nubes. Solo los modelos que representaban con precisión cómo los aerosoles afectan a las nubes coincidían con las observaciones del mundo real, lo que puso de manifiesto una importante deficiencia en la modelización.
En nuestro estudio, separamos los efectos de la reducción de la contaminación atmosférica por partículas de los cambios en las nubes provocados por el calentamiento general. Los resultados mostraron que la disminución de los aerosoles representó el 69% de la pérdida de reflectividad de las nubes, mientras que el calentamiento explicó el 31%. Nuestras simulaciones indican que los cambios en la vida útil de las nubes, en respuesta al aumento del tamaño de las gotas (el efecto Albrecht), resultaron más influyentes en el cambio del tamaño de las gotas (el efecto Twomey).
La reducción del brillo de las nubes en estas regiones oceánicas añadió aproximadamente 0.15 vatios por metro cuadrado (W/m²) por década al desequilibrio energético global de la Tierra, a pesar de que estas regiones cubren solo el 14% de la superficie del planeta. El aumento de los niveles globales de CO₂ añadió aproximadamente 0.31 W/m² por década durante el mismo período, lo que significa que un aire más limpio produjo casi la mitad del calentamiento adicional que el propio CO₂ en esas zonas.
Este hallazgo plantea un desafío político: las mejoras en la calidad del aire que salvan vidas también eliminan la barrera de enfriamiento que ha estado enmascarando una parte significativa del calentamiento causado por los gases de efecto invernadero. Dado que se proyecta que las emisiones de aerosoles seguirán disminuyendo hasta mediados de siglo, este descubrimiento podría seguir contribuyendo a tasas de calentamiento más rápidas durante décadas.
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Importancia de la observación continua
Los satélites que observan nubes y aerosoles están llegando al final de su misión, con una retirada gradual prevista para 2026. El monitoreo satelital a largo plazo resultó esencial para revelar la relación entre un aire más limpio, nubes más tenues y el calentamiento regional, y seguirá siendo esencial para comprender el calentamiento futuro.
Nuestros resultados sugieren que muchos modelos climáticos podrían subestimar el calentamiento regional a corto plazo a medida que disminuye la contaminación atmosférica por partículas. Mejorar la representación en los modelos de cómo los aerosoles afectan a las nubes y continuar con las observaciones globales será fundamental para obtener proyecciones más precisas.
Abordar la paradoja de que un aire más limpio revele el calentamiento oculto exige integrar la calidad del aire y las políticas climáticas, y acelerar la reducción de los gases de efecto invernadero: la única forma duradera de enfriar el planeta.
*Knut von Salzen es científico investigador sénior del programa de investigación sobre el brillo de las nubes marinas en la Universidad de Washington.
Este texto fue publicado originalmente en The Conversation
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