24/11/2014 - Caracterización de aerosoles mediante detección remota LIDAR Raman

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La preocupación por la alarmante tendencia observada en la evolución del clima en la Tierra mantiene movilizada desde hace tiempo a la comunidad científica y el máximo exponente de este esfuerzo colectivo es la tarea desarrollada por los Grupos de Trabajo del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático) desde  su fundación en 1988.

A lo largo de estos años, el avance en el conocimiento de los procesos vinculados con el cambio climático ha sido muy importante pero todavía siguen existiendo notables lagunas sobre las que es preciso seguir profundizando. Atendiendo a los resultados recogidos en el V informe del IPCC (2013), una de las mayores fuentes de incertidumbre de los resultados de los modelos de predicción climática sigue correspondiendo al papel que los aerosoles (partículas atmosféricas) y las nubes desempeñan en el balance energético terrestre, (interacciones aerosol-nube denominadas: Cloud adjustments due to aerosols ) cuya incidencia sobre las estimaciones del forzamiento radiativo global condicionan  las predicciones de la evolución del clima.

Técnica Lidar

En este sentido, el conocimiento de las propiedades ópticas y microfísicas del aerosol registradas en diferentes niveles de humedad es determinante a la hora de estimar el forzamiento radiativo del aerosol y entender su papel en la formación de nubes.

La técnica LIDAR (Light Detection And Ranging, Detección y Alcance de la luz) Raman ha permitido describir las variables mencionadas en eventos de crecimiento higroscópico del aerosol gracias a la capacidad de esta técnica para muestrear las regiones atmosféricas en que ocurren tales procesos y a su carácter no perturbador del medio muestreado. Dicha técnica utiliza radiación pulsada láser para explorar la atmósfera y detectar sus constituyentes atmosféricos (gases y aerosoles atmosféricos). De esta forma, el instrumento LIDAR operado desde superficie, dispara los pulsos láser verticalmente con el objeto de analizar posteriormente la fracción de radiación devuelta elástica o inelásticamente por los gases y aerosoles de la atmósfera para detectar la distribución espacial de éstos, conocer ciertas  propiedades ópticas y microfísicas del aerosol atmosférico, y estimar de forma simultánea la distribución vertical del contenido de vapor de agua en la atmósfera.

Fotografía nocturna. Estación LIDAR Madrid-CIEMAT (Fuente: Ciemat)

En el trabajo de investigación llevado a cabo ha sido posible identificar y caracterizar de forma satisfactoria buena parte de las propiedades ópticas y microfísicas del aerosol atmosférico durante procesos de crecimiento higroscópico en dos estaciones lidar pertenecientes a la red EARLINET (European Aerosol Research Lidar Network, Red Europea de Investigación del Aerosol mediante técnica LIDAR), Madrid y Cabauw (Holanda). No obstante, el número de observaciones que se tiene de estos eventos es limitado, porque se requieren una serie de condiciones especiales como son: un buen grado de mezcla de la atmósfera explorada y una composición del aerosol que presente un grado de afinidad por el vapor de agua elevado.

Conclusiones

Como conclusión y en lo relativo a la estación lidar de Madrid, el aerosol atmosférico muestreado ha mostrado un comportamiento higroscópico relativamente bajo y únicamente ha podido ser observado el fenómeno comentado cuando se produce la entrada de masas de aire procedente del océano atlántico que advectan un aerosol de tipo marino, el cual es muy higroscópico.

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CIEMAT

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