Crédito: Pixabay.
El primer mapa mundial de la contaminación de los buques de carga revela el impacto de las regulaciones de combustible
3 de agosto de 2022| Historia original de la Universidad de Maryland, Condado de Baltimore
Un nuevo estudio en Science Advances dirigido por Tianle Yuan de la UMBC utilizó datos satelitales de 2003 a 2020 para determinar el efecto de las regulaciones de combustible en la contaminación de los buques de carga. Los datos del equipo de investigación revelaron cambios significativos en la contaminación por azufre después de que las regulaciones entraron en vigor en 2015 y 2020. Su extenso conjunto de datos también puede contribuir a responder a una pregunta más grande: ¿Cómo interactúan los contaminantes y otras partículas con las nubes para afectar las temperaturas globales en general?
Las partículas diminutas en la atmósfera, que se llaman aerosoles e incluyen contaminación, pueden dañar la salud humana, pero a menudo también tienen un efecto de enfriamiento en el planeta debido a la forma en que interactúan con las nubes. Sin embargo, las estimaciones de la extensión de ese efecto varían en un factor de 10, no muy preciso para algo tan importante.
“Cuánto enfriamiento causan los aerosoles es una gran incógnita en este momento, y ahí es donde entran las huellas de los barcos”, explica Yuan, científico investigador asociado en el Centro Goddard EarthSciencesTechnology and Research (GESTAR) II.
Mar de datos
Cuando las partículas contaminantes de los barcos entran en las nubes bajas dela atmósfera, disminuyen el tamaño de las gotas de nubes individuales sin cambiar el volumen total de la nube. Eso crea más área de superficie de gotas, lo que refleja más energía que ingresa a la atmósfera de la Tierra de regreso al espacio y enfría el planeta.
Los instrumentos satelitales pueden detectar estas diferencias en el tamaño de las gotas,y el aire sobre el océano es generalmente muy limpio, lo que hace que las pistas de barcos relativamente estrechas que serpentean a través del océano sean fáciles de distinguir. “La mayor parte de la nube original no está contaminada, y luego parte de ella está contaminada por el barco, por lo que crea un contraste", explica Yuan.
Si bien las huellas de los barcos pueden ser relativamente obvias en los datos satelitales, debe saber dónde buscar y tener el tiempo y los recursos para buscar. Antes de los avances en la potencia informática y el aprendizaje automático, dice Yuan, los estudiantes de doctorado podían centrar toda su tesis en la identificación de un grupo de pistas de barcos en datos satelitales.
“Lo que hicimos fue automatizar este proceso”, explica Yuan. Su grupo “desarrolló un algoritmo para encontrar automáticamente estas huellas de barcos desde el mar de datos”.
Este enorme avance les permitió generar por primera vez un mapa completo y global de las huellas de los barcos durante un período prolongado (18 años). A continuación, lo compartirán con el mundo, abriendo la puerta para que cualquiera pueda profundizar en los datos y hacer más descubrimientos.
Acto de desaparición
Incluso antes de que se establecieran regulaciones que limitaran la contaminación, Yuan y sus colegas descubrieron que las huellas de los barcos no ocurrían en todos los lugares donde viajaban los barcos. Sólo las áreas con ciertos tipos de cobertura de nubes bajas tenían pistas de barcos, lo que es útil para ajustar el papel de las nubes en los modelos climáticos. También encontraron que después de que Europa, Estados Unidos y Canadá establecieron Áreas de Control de Emisiones (ECA) a lo largo de sus costas en 2015, las huellas de los barcos casi desaparecieron en esas regiones, lo que demuestra la eficacia de tales regulaciones para reducir la contaminación en las ciudades portuarias.
Sin embargo, las compañías navieras no necesariamente redujeron su producción de contaminación en todos los ámbitos. En cambio, hicieron cambios para adaptarse a las nuevas reglas. Los puertos en el norte de México (que no forman parte del sistema ECA) vieron un aumento de la actividad, y los "puntos calientes" de contaminación se acumularon a lo largo de los límites de las ECA a medida que los barcos alteraron sus rutas para pasar la menor cantidad de millas posible dentro de las zonas restrictivas.
Sin embargo, en 2020, un acuerdo internacional estableció un estándar mucho más restrictivo para el envío de combustible a través de la totalidad de los océanos globales, en lugar de solo cerca de las costas. Después de eso, las únicas pistas de barcos que el algoritmo del equipo pudo detectar fueron las de las nubes más limpias. En nubes con una contaminación de fondo incluso leve, las presuntas huellas del barco se mezclaron directamente.
Enigma climático
Parece obvio que reducir la contaminación de los buques produciría un beneficio neto. Sin embargo, debido a que las partículas (como la contaminación del transporte marítimo) tienen un efecto de enfriamiento cuando interactúan con las nubes, reducirlas significativamente podría contribuir a un aumento problemático en las temperaturas globales, dice Yuan.
Esa es otra razón por la que es importante confirmar el grado en que la contaminación por partículas enfría el planeta. Si el efecto de enfriamiento de estos contaminantes y otras partículas es significativo, los humanos deberán equilibrar la necesidad de prevenir el calentamiento extenso con la necesidad de reducir la contaminación donde viven las personas y otras especies, lo que crea decisiones difíciles.
“La contaminación de los barcos por sí sola puede crear un efecto de enfriamiento sustancial”, dice Yuan, “porque la atmósfera sobre el océano es muy limpia”. Hay un límite físico a la forma en que pueden llegar a ser las pequeñas gotas de nubes, por lo que en cierto punto, agregar más contaminación no aumenta el efecto de enfriamiento de las nubes. Pero sobre el océano, debido a que el fondo está en gran parte no contaminado, incluso una pequeña cantidad de contaminación de los barcos tiene un efecto.
La contaminación del océano también es un gran impulsor del efecto de enfriamiento de los aerosoles, porque las nubes bajas, que son las más propicias para crear pistas de barcos, son más comunes sobre el agua que en la tierra. Y, como nos recuerda Yuan, “el océano cubre dos tercios de la superficie de la Tierra”.
El panorama general
En el futuro, Yuan y sus colegas están ayudando a abordar este enigma al continuar su trabajo para definir con mayor precisión el papel que desempeñan las nubes en el clima. “Podemos aprovechar los millones de muestras de pistas de barcos que tenemos ahora para comenzar a hacernos cargo del problema general de interacción aerosol-nube”, dice Yuan, “porque las pistas de barcos se pueden usar como minilaboratorios".
“Al analizar los datos de un sistema relativamente simple y bien controlado, las pistas de barcos estrechas que atraviesan nubes muy limpias, se puede llegar a conclusiones en las que pueden estar seguros.”
Otros equipos de investigación también pueden usar el conjunto de datos y el algoritmo del equipo para llegar a sus propias conclusiones, amplificando el impacto público potencial de este trabajo. Ese espíritu de colaboración ayudará a los científicos y las comunidades a determinar la mejor manera de abordar los desafíos globales como la contaminación y el cambio de temperatura.
Referencia
Yuan T, Song H, Wood R, et al. Global reduction in ship-tracks from sulfur regulations for shipping fuel. Sci Adv. 2022;8(29):eabn7988. doi:10.1126/sciadv.abn7988
Este artículo ha sido republicado a partir de los siguientes materiales. Nota: el material puede haber sido editado por su longitud y contenido. Para obtener más información, ver la fuente citada.
