La página web de la United States Geological Survey (USGS) tiene
una interesante pero totalmente inadecuada descripción sobre las causas de las estelas
de aviación [1], enlazada a una descripción igualmente inadecuada en una página
de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)[2].
Estas descripciones ignoran totalmente el papel que juegan otros
contaminantes en las emisiones de los aviones, como el SO2 (dióxido de azufre) y el hollín,
y sus propiedades como agentes nucleantes de nubes que pueden inducir la
"persistencia" de las estelas y la eventual formación de cirros;
incluso bajo condiciones generalmente desfavorables, por ejemplo: humedad relativa muy baja en la atmósfera y /o
muy-alta temperatura [3] [4] con implicaciones sobre el cambio climático - calentamiento
global.
[1] Estelas: nubes hechas por el hombre
"Usted ha visto los rastros nubosos, que los aviones de
alto vuelo dejan por detrás y probablemente sabe que están son llamadas ‘contrails’
(en inglés), ‘estelas’ en español. Tal
vez usted no sabía que se llamaban así porque en realidad esta palabra es una contracción
de dos palabras en inglés: condensation y trails o sea: estelas de condensación
y, de hecho, no son muy diferentes a las nubes naturales. Si el gas en el escape del avión
contiene vapor de agua, y si el aire es muy frío (que a menudo lo es a grandes
altitudes), entonces, el vapor de agua en los gases de escape al cabo se
condensará en lo que es esencialmente una nube cirrus. "
Artículo completo:
USGS: The Water
Cycle: Condensation
[2] ¿Qué es una
estela y cómo se forma?
"Para responder a esta pregunta, vamos primero a
identificar lo que es una estela de vapor. Una estela es la estela de
condensación que es dejada por detrás de un avión que pasa. La estela se forma cuando
el aire cálido y húmedo del chorro de escape se mezcla con el aire ambiental de
baja presión de vapor y baja temperatura. Presión de vapor es sólo un término
de lujo para la cantidad de presión que ejerce el vapor de agua en sí (en
oposición a la atmosférica, o barométrica, presión debida al peso de la
totalidad de la atmósfera sobre usted). La mezcla se produce directamente
detrás del avión debido a la turbulencia generada por el motor. Si se produce
condensación (conversión de un gas a un líquido), una estela de vapor se hace
visible. Puesto que las temperaturas del aire a estos altos niveles atmosféricos
son muy frías (generalmente más frío que -40 F (-40C)), sólo una pequeña
cantidad de líquido es necesario para que se produzca condensación. El agua es
un subproducto normal de la combustión en los motores. "
"La persistencia de las estelas no es una indicación de
que contienen algún tipo de sustancia química, ni que sea algún tipo de
spray"
Artículo completo:
NOAA: What is a contrail and how does it form?
[3] Efectos de la
aeronave sobre la abundancia de aerosoles en la troposfera superior
• G.V.Ferry, R.F.Pueschel • õ, A.W. • Strawa, Y.Kondo 2,
SDHoward 3, 4 S.Verma, MJMahoney 5, TPBui •, JR Hannan 6, HEFuelberg 6.
Resumen.
Un aumento significativo de la concentración de aerosol de
H2SO4 concidental con un realce en NO se detectó por encima de la presión de
altitud a 10 kilómetros atreves del corredor aéreo durante un vuelo saliendo
de Shannon el 23 de octubre de 1997.
La fuente de este aerosol se atribuye a las operaciones de
aeronaves comerciales en los corredores de vuelo por encima de 10 km, debido a
que (1) una atmósfera estable impido intercambios verticales de masas de aire y
por lo tanto elimina las fuentes de la superficie, (2) las trayectorias de
retorno de las masas de aire documentó la ausencia de fuentes continentales
remotas, y (3) los datos de perfil de temperatura de la tropopausa mostraron a
al menos un kilómetro sobre la altitud de vuelo durante el vuelo, lo que
excluye las fuentes estratosféricas.
Volatilidad de partículas identificado (60-80)% de H2SO4, •
20% (NH4) 2SO 4 y • 10% aero-sol no volatil en la proximidad de rutas de vuelo,
y (10-30)% de H2SO4, hasta el 50% (NH4) 2S04, y (40-60)% aerosoles volátiles en
el aire que no se vio afectada por las operaciones de aeronaves por debajo de
10 km.
Las partículas de H2SO 4 recién formadas no afectan de
manera perceptible el área de superficie y el volumen del aerosol de fondo
debido a su pequeño tamaño, por lo tanto, no influyó directamente en la transferencia
de radiación.
Introducción
Los motores a chorro de los aviones emiten directamente
aerosoles y gases condensables, tales como vapor de agua (H20) y dióxido de
azufre (SO2) que conducen a la formación de nuevo líquido (volátil) de ácido sulfúrico
(H2SO4), procesos de partículas en la columna inicial por conversión de gas-a-particula (nucleación).
Aerosoles de hollín formados durante la combustión
incompleta constituye una parte de la fracción de partículas non-volátiles.
Las partículas recién formadas crecen por condensación y coagulación entre si mismas y con el aero-so
del fondo.
Las partículas producidas por Aviación- pueden influir en el
estado de la atmósfera en diversas
formas.
Por ejemplo, proporcionan superficies para reacciones químicas
heterogéneas. La rapidez de las reacciones heterogéneas dependen de las
características químicas de los aerosoles.
Por ejemplo, las probabilidades de reacción de la N205 en
NH4HSO4, formadas por reacción de H2SO4 proveniente de los aviones con el amoníaco
en el aire de fondo, muestran una fuerte dependencia en la humedad relativa y
la temperatura, disminuyedo con la reducción de la humedad relativa y el
aumento de la temperatura (Mozurkewich y Calvert , 1988).
En contraste, las evaluaciones de N205 hidrólisis en partículas
de H2SO4 muestran sólo una débil dependencia en la temperatura y la humedad
relativa (Hanso y Ravishankara, 1991).
Por lo tanto, es importante para determinar el realce de
H2804 aerosol por las aeronaves en relación a la fracción de las partículas que
son neutralizadas a (NH4) 2SO 4 a forma de evaluar el potencial de modificación
química atmosférica de los aerosoles producidos por los aviones.
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Artículo completo:
GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 26, NO. 15, PAGES
2399-2402, AUGUST 1, 1999
Effects of
aircraft on aerosol abundance in the upper troposphere
G.V.Ferry
et al.
[4] Una visión general de la geoingeniería del clima
utilizando aerosoles de sulfatos estratosféricos
Philip J
Rasch1 *, Simone Tilmes1, Richard P Turco2, Alan Robock3, Luke Oman4,
Chih-Chieh (Jack) Chen1, Georgiy L Stenchikov3 y Rolando R García1
(Iv) Inyección de aerosoles en el escape a chorro de los aviones
Los efectos de las aeronaves volando a gran altitud en la
troposfera superior y la estratosfera inferior se han estudiado ampliamente, a
partir de los programas de transporte supersónico de la década de 1970 y que se
extiende a las evaluaciones recientes de impactos de los aviones subsónicos (con
distintos nombres) en los EE.UU. y Europa (por ejemplo, NASA- AEAP 1997). Estos
proyectos han caracterizado emisiones de las aeronaves y la dinámica de la
columna de chorro, y desarrollado modelos correspondientes para el tratamiento
de las diversas sustancias químicas, microfísica y procesos dinámicos.
Mejorar los combustibles de aviación con compuestos de
azufre añadidos (H2S, Sn) podría aumentar la masa de las partículas en una
estela a chorro. Está bien establecido que las partículas de sulfato ultra-finas se generan copiosamente
en corrientes de escape a chorro durante el vuelo (por ejemplo, Fahey et al.
1995). Las partículas parecen ser nucleadas por iones (chemiions en lo
sucesivo, por ejemplo, Yu y Turco (1997, 1998b) del ácido sulfúrico formados en
el proceso de combustión en los motores a chorro por reacciones radicales. El
ácido sulfúrico es un subproducto de los residuos de azufre en el combustible (típicamente
menos de 1% de azufre en peso), la mayoría de este azufre en el combustible es
emitido como SO2. La fracción emitida como H2SO4 disminuye a medida que aumenta
el contenido de azufre en el combustible, y representa aproximadamente el 2 por
ciento del total de azufre a medida que el contenido de azufre del combustible
se acerca aproximadamente al 1 por ciento.
Las concentraciones de chemiions en las emisiones a chorro
están fuertemente limitadas por la recombinación ion-ion a lo largo del tren de
motor hasta aproximadamente 1 × 109 cm-3 en el plano de salida (por ejemplo,
Arnold et al. 2000). Teniendo en cuenta una variedad de mediciones directas de
partículas en la columna a chorro, Kärcher et al. (2000) mostraron que la
nucleación chemiion es consistente con la constancia relativa observada del
factor de emisiones de partículas volátiles ultra-finas (no hollín), Ep ~ 1-2 ×
1017 kg-1combustible (donde hay que señalar que las concentraciones de
partículas de hollín son típicamente menos del 1 por ciento del número total de
partículas emitidas). Ep es bastante insensible al contenido de azufre del
combustible, un hecho que también es coherente con una fuente de nucleación
chemiion. Mientras que las columnas de vapor formadas detrás del chorro pueden
modificar significativamente las propiedades de las partículas inyectadas (por
ejemplo, Yu y Turco 1998a), las estelas de condensación son extremadamente raras
en condiciones estratosféricas normalmente secas.
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Artículo completo:
An overview
of geoengineering of climate using stratospheric sulphate aerosols
Philip J
Rasch1 *, Simone Tilmes1, Richard P Turco2, Alan Robock3, Luke Oman4,
Chih-Chieh (Jack) Chen1, Georgiy L Stenchikov3 y Rolando R García1
También en:
Capítulo 12
Geo-Ingenieria Cambio Climático: Necesidad Ambiental o la
caja de Pandora?
Geo-Engineering
Climate Change: Environmental Necessity or Pandora's Box?
Por Brian Lave (Redactor), J. Michael T. Thompson
