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Efecto de la contaminación en la incidencia de los rayos durante la pandemia de COVID-19
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Efecto de la contaminación en la incidencia de los rayos durante la pandemia de COVID-19
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La correlación entre la contaminación antropogénica por aerosoles y la actividad de los rayos se conoce desde hace tiempo, aunque todavía no se ha identificado el mecanismo que conecta a ambos. Los cierres decretados para contener la pandemia de COVID-19 fueron una oportunidad sin precedentes para seguir explorando esta relación.
Los estudios anteriores a 2020 sobre el efecto de la contaminación en la incidencia de los rayos muestran una correlación positiva de los aerosoles antropogénicos con el aumento de la actividad de los rayos en la zona1-5. La relación entre ambos factores es compleja, no lineal y depende de la concentración y el tipo de aerosoles6. Por un lado, los aerosoles pueden actuar como núcleos de condensación de las nubes7, contribuyendo a la formación de gotas, la electrificación de las nubes y la generación de rayos8. Sin embargo, las altas concentraciones de estos aerosoles podrían conducir a una reducción de los eventos de rayos debido a los efectos radiativos9,10. Además, la incidencia de los rayos depende del tiempo, lo que distorsiona el efecto asociado a los aerosoles11.
Tras la propagación de las infecciones por el coronavirus SARS-CoV-2, causante de la enfermedad respiratoria COVID-19, la OMS (Organización Mundial de la Salud) reconoció este brote como una pandemia en marzo de 2020. Varios países decretaron encierros para garantizar el distanciamiento social.
Como consecuencia directa de las restricciones a la movilidad y la paralización de la actividad económica no esencial, se produjo una disminución de las emisiones de contaminantes atmosféricos, incluidas las PM2,5 (partículas con un diámetro igual o inferior a 2,5 micrómetros) y las PM10 (partículas con un diámetro entre 10 y 2,5 micrómetros)11-16. Esta oportunidad única nos permitió analizar en detalle la relación entre los aerosoles y los rayos en Italia11 y Brasil12. En este artículo, analizaremos brevemente ambas publicaciones.
Actividad de rayos sobre São Paulo y Belo Horizonte (Brasil)
El 19 de marzo de 2020 comenzaron los cierres en varias grandes ciudades de Brasil, como São Paulo y Belo Horizonte. Por ello, Pinto Neto y otros12 eligieron un periodo de análisis del 20 de marzo al 2 de abril de 2020, que fue comparado con los datos obtenidos desde 2015 hasta 2020.
Los autores encontraron una reducción considerable de la contaminación en 2020 en comparación con los años anteriores. En São Paulo, el porcentaje de rayos nube-tierra fue del 4%, lo que es significativamente menor que los valores de otros años. El promedio de la corriente máxima de los rayos nube-tierra negativos también fue menor que en 2018, 2016 y 2015. Por el contrario, en la ciudad de Belo Horizonte, el porcentaje de rayos positivos nube-tierra es significativamente mayor que los valores de años anteriores. En cualquier caso, todos estos aspectos detectados muestran una fuerte influencia de la reducción de la contaminación en las características de los rayos. Además, esta influencia podría ser diferente en cada ciudad en función de las diferencias en la concentración de contaminantes.
Los resultados de Pinto Neto y otros12 sobre la variación del porcentaje de rayos positivos nube-tierra y nube-tierra coinciden con los reportados por Liu y otros17. En este estudio, se compararon las regiones oceánicas contaminadas y no contaminadas del Mar de China Meridional. Dado que no existe un contraste termodinámico diferente en las regiones oceánicas adyacentes, los rayos producidos en el océano pueden servir como indicador de los efectos de los aerosoles. En este trabajo se constató un aumento de la densidad media de los rayos (3,7 veces), de la densidad de los rayos intra-nube (5 veces), de la densidad de los rayos nube-tierra (2,5 veces) y de la densidad positiva de los rayos tanto intra-nube (6,0 veces) como nube-tierra (14,7 veces) en la región contaminada en comparación con la región no contaminada17.
Por lo tanto, los resultados del estudio de Pinto Neto y otros12 durante el confinamiento en Brasil apoyan trabajos anteriores en los que se considera que la incidencia de los rayos está relacionada de forma no lineal con la concentración y el tipo de contaminación.
Influencia del confinamiento en la caída de rayos en el valle del Po
El valle del Po es una región muy industrializada del norte de Italia con una elevada actividad de rayos debido a ciertas características meteorológicas (proximidad a las montañas, flujo de humedad procedente del mar Adriático, convergencia de masas de aire frío y cálido). Además, en este valle, las condiciones de ventilación son deficientes y, junto con la baja temperatura, favorecen la permanencia de los aerosoles durante largos periodos de tiempo11.
El bloqueo decretado en Italia por la pandemia de COVID-19 duró desde el 9 de marzo hasta el 18 de mayo de 2020, aunque fue seguido por un largo periodo de desescalada de las medidas. Como resultado, se produjo una drástica reducción de la actividad industrial, del tráfico y del transporte ferroviario, lo que provocó una disminución de la concentración de PM2,5 y de otros contaminantes11.
Este periodo de confinamiento y desescalada coincidió con un descenso del 70% en la actividad de los rayos, así como con un descenso del 15% en la concentración de PM2,5 en los días de tormenta si se compara con la media climatológica del valle 2017-2020.
Los autores tuvieron en cuenta los cambios meteorológicos que también influyen en la concentración de aerosoles, pero que son independientes del confinamiento. Por lo tanto, utilizaron tres parametrizaciones de rayos basadas en la meteorología para estimar el efecto de la reducción de la concentración de PM2,5 en la actividad de los rayos. Los cálculos mostraron que alrededor del 64% de la disminución de los rayos podía atribuirse a la meteorología, mientras que alrededor del 36% procedía de la reducción de la emisión de aerosoles11.
Tanto el estudio brasileño como el italiano apoyan la teoría de que los aerosoles antropogénicos influyen en la actividad de los rayos. Los resultados de estos estudios son muy interesantes para aplicarlos a la optimización de la predicción de los rayos según los modelos climáticos globales12 y a la predicción de los incendios forestales provocados por los rayos11,18.
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Referencias
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