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Gigantescas nubes de arena y polvo en las autopistas del cielo
Jose R. D'Elia
Causas y repercusiones de las intrusiones de aire a nivel global
En la segunda mitad de marzo de 2022, España vivió el episodio de calima más fuerte de su historia desde que se tienen registros. Fue tan intenso que el cielo no era azul, sino que se había pintado de naranja. La calima sahariana había llegado a la península Ibérica por una particularmente intensa intrusión de aire procedente del desierto del Sahara, cargado de partículas del suelo. En la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, el profesor José Antonio García Orza estudia la física atmosférica que explica estos grandes movimientos de aire y partículas a lo largo del planeta. Aunque se aprecie como un episodio meteorológico más, quizás molesto por lo que implica en cuestiones de limpieza, en realidad estas intrusiones conectan todos los sistemas de la Tierra, en un flujo constante de nutrientes y microbiota, y tienen efectos sobre la salud y el clima.
La calima se produce en distintas partes del mundo. Se origina en lugares donde el terreno es seco o árido y donde fuertes vientos son capaces de levantar grandes cantidades de partículas y transportarlas a otras zonas del planeta. Un ejemplo visual de este fenómeno se puede ver en la película ‘Misión Imposible 4: Protocolo fantasma’ donde se da una persecución entre los protagonistas, a través de una tormenta de arena conocida como haboob en la ciudad de Dubai (Emiratos Árabes Unidos). Está claro que la escena está hecha para parecer asombrosa y épica, pero es bastante realista. Al menos, meteorológicamente.
El profesor de la UMH explica que “las tormentas de arena y polvo pueden cubrir ciudades enteras en las zonas áridas del planeta y, posteriormente, más mezcladas en la atmósfera, pueden llegar a otros territorios por los flujos de aire en la atmósfera. No son el único proceso que provoca intrusiones de partículas del suelo, sin embargo”.
La función de las ‘autopistas’ del cielo
Hay circulaciones en la atmósfera relativamente persistentes, y otras más esporádicas, que funcionan como ‘autopistas’ en el cielo. En el norte de África transportan en direcciones muy específicas las partículas y microorganismos que estén ya suspendidos en el aire por la acción previa del viento y la fuerte insolación.
El Sahara es la principal fuente a nivel global de polvo emitido a la atmósfera. El profesor Orza explica que “el desplazamiento hacia el sur de la corriente en chorro del frente polar, penetrando en niveles altos de la atmósfera sobre el continente africano, provoca la llegada de aire muy frío sobre el norte de África”. El aire polar entra en contacto con el aire caliente de la zona árida a la que llega, su interacción desestabiliza la situación atmosférica allí, origina fuertes vientos y provoca finalmente las grandes intrusiones de polvo que llegan al Mediterráneo o al Atlántico, según la situación atmosférica (la ‘autopista’ que esté activa) sobre el Sahara. En sus últimos proyectos, el investigador de la UMH se ha centrado en efectos de la corriente en chorro polar sobre el norte de África.
Este choque entre una masa de aire fría y otra caliente provoca una inestabilidad conocida como convección, que produce vientos verticales y horizontales. El viento es el movimiento del aire hacia zonas con menor presión. Se genera cuando los rayos del sol calientan la superficie de la tierra, lo que crea vapor y aire caliente que sube en la atmósfera y es reemplazado de forma natural con aire frío proveniente de zonas con temperaturas más bajas. Esto genera un movimiento circular, ya que el aire frío y el caliente comienzan a ‘perseguirse’ entre ellos, lo que forma corrientes de aire que causan el levantamiento de micropartículas y microorganismos que, llevados por borrascas o anticiclones, ocasionan las incursiones de aire a distintas zonas del planeta. “El desarrollo de borrascas cerca del norte de África, más frecuentes en primavera y otoño, crea flujos de aire intensos desde el Sahara hacia el norte que transportan y esparcen el polvo por toda la península Ibérica. En verano, estamos sencillamente inmersos en la propia masa de aire africana, dentro de un gran anticiclón, que contiene partículas suspendidas en el aire”, comenta el investigador de la UMH.
¿Cómo llegan las partículas a la atmósfera?
Los haboobs no están compuestos solo por arena y polvo: además de miles de millones de partículas del suelo, hay trozos microscópicos de materia vegetal, esporas, bacterias, virus, insectos, etc., que se incorporan a la atmósfera de diferentes maneras. El profesor Orza explica, asimismo, que existen tres maneras en las que las micropartículas y los microorganismos pueden llegar a la atmósfera.
La primera es por la acción del viento sobre la superficie, terrestre o marina, en suelos poco cohesionados o donde la actividad humana ha distorsionado la superficie, como la agricultura o las obras públicas; lo mismo pasa en el mar, donde se levanta el llamado sea spray (microgotas formadas por sales, agua y otros compuestos orgánicos).
La segunda forma en que llegan a la atmósfera es por emisiones directas, de volcanes, incendios y de la actividad humana. Los volcanes, los incendios y los procesos de combustión en la industria o el transporte lanzan ceniza, otras partículas y gases de forma constante a la atmósfera. Estos restos pueden afectar al ecosistema y a elementos mecánicos, como a las turbinas de los aviones en el caso de la ceniza volcánica.
El último mecanismo por el que las partículas pueden estar presentes en la atmósfera es mediante la conversión de gas a partícula sólida a través de la nucleación, el nacimiento de pequeños cuerpos sólidos en un fluido homogéneo, y de la condensación, el cambio de estado de la materia de gas a líquido.
Durante el tiempo en que las partículas están en la atmósfera sufren modificaciones físicoquímicas hasta su última fase, en la que vuelven a la superficie por sedimentación o arrastradas por precipitación ya sea de lluvia o nieve.
Los haboobs y su relación con las tormentas
Ahora bien, los haboobs se generan en la fases finales del desarrollo de una tormenta convectiva que, según el investigador de la UMH, “empieza ascendiendo aire cálido y húmedo por convección, que condensa al enfriarse y forma nubes, se intensifican las corrientes verticales de forma que estas se desarrollan en vertical y llegan hasta la tropopausa”.
Cuando las gotas son suficientemente grandes, comienza la precipitación. La lluvia, que se descarga sobre un terreno muy caliente, se evapora antes de llegar al suelo y crea el fenómeno conocido como ‘virga’ o ‘lluvia fantasma’. “Cuando esto sucede, el aire se enfría repentinamente y crea vientos intensos hacia abajo que al colisionar con el suelo se extienden en la horizontal con un frente turbulento, movilizando las partículas y microorganismos del suelo”, explica el profesor Orza. La combinación de estos fuertes y fríos vientos, con todas las partículas que levantan, crea nubes kilométricas de polvo que pueden cubrir ciudades enteras y tienen un impacto significativo sobre los ecosistemas y la salud de las personas.
¿Qué efectos tienen en los lugares donde llegan?
La calima es considerada como un factor fertilizante de la naturaleza por la cantidad de elementos minerales que son depositados en un entorno y nutren la superficie terrestre y la marina. Es un fenómeno que tiene muchos efectos positivos para los ecosistemas, pues algunas bacterias de una zona específica utilizan como alimento a esos microorganismos que llegan por aire, lo que fortalece el bioma de la zona e impide que estos se desarrollen.
La mayoría de los minerales que traen consigo estas intrusiones de aire, como el hierro y el fósforo, fertilizan las plantas tras caer, pues intervienen en muchos de los procesos esenciales para las plantas. Un ejemplo claro lo vemos en el Amazonas, donde se ha demostrado que la calima sahariana fertiliza muchas de las zonas en la que es depositada cuando llega por aire. La biomasa del Amazonas necesita del fósforo de los desiertos africanos para mantenerse. Además, esto también incluye a los mares, pues la llegada de hierro genera crecimientos masivos de plancton que sirven como alimento para muchos peces, lo que mejora los ecosistemas marinos.
No obstante, no hay que dejar de lado los efectos negativos que tienen las intrusiones de aire con polvo para la salud de los seres humanos, sobre todo, de los que tienen problemas previos cardiorrespiratorios.
“La entrada de estas masas de aire con carga de polvo aumenta el número de ingresos hospitalarios y de muertes por enfermedades cardiorrespiratorias”, comenta el profesor de la UMH, mientras explica cómo la sedimentación (la acumulación por deposición en la superficie terrestre de elementos sólidos de la atmósfera) y la formación de las lluvias de barro cuando las partículas son arrastradas por las precipitaciones afectan a algunas infraestructuras y a los paneles fotovoltaicos, y nos hace ir a lavar nuestros vehículos tras cada uno de estos episodios. Hay otro problema ligado a la entrada de estas masas de aire: la reducción en la visibilidad y su efecto en el transporte.
Además, los efectos actuales del cambio climático empeoran estas intrusiones de aire, pues el reciente aumento de la temperatura de la atmósfera ha disminuido la superficie de ríos y lagos y esto, a su vez, ha generado sequías en distintas partes del planeta.
“Todo lo que sea sequía y pérdida de la estructura del suelo facilita la erosión por el viento”, explica el profesor Orza, quien añade que “en África ya llevan años con una menor sequía al sur del desierto del Sahara (el Sahel), pero con una mayor al norte, lo que puede afectar más a la península Ibérica por su cercanía”.
El cambio climático puede afectar a la frecuencia con la que se producen ciertas circulaciones en la atmósfera y que estas provoquen, a su vez, tormentas de polvo o vientos más fuertes que pueden ser transportadas al Mediterráneo, a Europa o al continente americano a través del Océano Atlántico de una forma más habitual.
Medidas para contrarrestar los efectos negativos
Esta situación ha llevado a que algunos países afectados empiecen a desarrollar medidas para contrarrestar los efectos de la movilización masiva de las partículas del suelo y su entrada a la atmósfera.
En esta línea, el profesor de la UMH explica que “la única forma que se tiene para contrarrestar los efectos es a través de medidas relativamente pasivas”, y menciona algunos ejemplos: “Lo que han hecho Estados Unidos, Australia y China ha sido cubrir parte del suelo con vegetación para reducir la superficie erosionable y utilizar barreras vegetales para cortar el viento y evitar el levantamiento de micropartículas y microorganismos en esa zona”. China fue el primer país en implementar estas medidas a gran escala después de ver la cantidad de polvo y arena que provenía del desierto Maowusu, por lo que comenzaron a plantar vegetación para crear una barrera natural que protegiese autopistas, suelos, vías de trenes o ferrocarriles y, a su vez, que le devolviese la vida al desierto mientras reduce la erosión natural del viento.
Ahora, cuando estén en casa y deban barrer el polvo que entró por el balcón o cuando deban lavar el coche por la cantidad de tierra acumulada en su parabrisas o cuando vean una tormenta de arena en alguna película, podrán pensar en la cantidad de micropartículas y también microorganismos que están viendo y en el largo viaje que han realizado por el aire para llegar hasta donde están.
