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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A8 - Anomalías de Aerosoles y Composición
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4876
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Erupciones volcánicas y aerosoles sulfatados
Transforma SO₂ volcánico estratosférico en aerosoles sulfatados y forzamiento radiativo negativo.
Grupo 2: Grupo 2: Respuesta climática a aerosoles volcánicos
Conecta la carga de sulfato con dispersión solar, forzamiento radiativo y enfriamiento global.
Grupo 3: Grupo 3: Incendios forestales y humo estratosférico
Representa la convección pirogénica que inyecta humo en la baja estratosfera y prolonga su residencia.
Grupo 4: Grupo 4: Transporte y efectos radiativos del polvo sahariano
Conecta emisión/transporte de polvo mineral con dispersión y absorción de radiación solar.
Grupo 5: Grupo 5: Polvo, microfísica de nubes y fertilización
Representa nucleación de hielo, granizo y aporte de hierro y fósforo a ecosistemas receptores.
Grupo 6: Grupo 6: Smog fotoquímico de megaciudades
Transforma NOx y COV bajo luz solar en ozono troposférico y aerosoles orgánicos secundarios.
Grupo 7: Grupo 7: Convergencia de impactos atmosféricos y socioecológicos
Integra las cuatro fuentes en balance radiativo, nubes, precipitación, salud humana y ecosistemas.
ID:1777
Grupo 1: Grupo 1: Erupciones volcánicas y aerosoles sulfatados
Descripción
Transforma SO₂ volcánico estratosférico en aerosoles sulfatados y forzamiento radiativo negativo.
Pregunta clave: ¿Cómo una erupción estratosférica genera aerosoles sulfatados?
Transforma SO₂ volcánico estratosférico en aerosoles sulfatados y forzamiento radiativo negativo. De estas cuatro fuentes, las erupciones volcánicas explosivas que alcanzan la estratosfera son las que tienen el mayor impacto climático: el dióxido de azufre que la erupción inyecta se oxida en la estratosfera y se convierte en ácido sulfúrico, que a su vez forma aerosoles sulfatados. Así, las cuatro fuentes de anomalías de aerosoles y composición atmosférica —las erupciones volcánicas explosivas, los incendios forestales con sus nubes de convección pirogénica, las tormentas de polvo sahariano y el smog fotoquímico de las megaciudades— convergen en los mismos cinco frentes con los que se abre esta descripción: todas alteran el balance radiativo del planeta, ya sea enfriándolo con aerosoles sulfatados y polvo mineral o calentándolo localmente con ozono troposférico; todas modifican la formación de nubes, sea por los núcleos de condensación que aporta el polvo o por los aerosoles orgánicos secundarios del smog; todas terminan influyendo en la precipitación; y todas dejan una huella, para bien o para mal, en la salud humana y en los ecosistemas que reciben sus partículas y sus gases. Cuatro fuentes distintas producen estas anomalías de aerosoles y composición atmosférica: las erupciones volcánicas explosivas, que inyectan gases y cenizas directamente en la estratosfera; las tormentas de polvo sahariano, que transportan enormes cantidades de polvo mineral a través del océano Atlántico; los incendios forestales de gran escala, cuyas columnas de humo más intensas también pueden alcanzar la estratosfera; y los episodios de contaminación extrema que se acumulan sobre las megaciudades.
ID:2860
Grupo 2: Grupo 2: Respuesta climática a aerosoles volcánicos
Descripción
Conecta la carga de sulfato con dispersión solar, forzamiento radiativo y enfriamiento global.
Pregunta clave: ¿Cómo la carga volcánica altera la radiación y enfría el planeta?
Conecta la carga de sulfato con dispersión solar, forzamiento radiativo y enfriamiento global. La erupción del volcán Pinatubo, en mil novecientos noventa y uno, es el caso mejor documentado de este mecanismo: produjo un forzamiento radiativo negativo de unos tres vatios por metro cuadrado que se mantuvo durante uno a dos años, y ese forzamiento negativo enfrió el planeta en promedio alrededor de medio grado. Esos aerosoles sulfatados dispersan la radiación solar antes de que llegue a la superficie, y cuanta más masa de aerosoles sulfatados se acumula en la estratosfera, mayor es el enfriamiento global que produce esa dispersión. Ese polvo mineral tiene efectos radiativos directos, porque dispersa y absorbe radiación solar igual que lo hacen los aerosoles sulfatados de origen volcánico, y también efectos radiativos indirectos, porque actúa como núcleo de condensación de hielo y favorece la formación de granizo dentro de las nubes que atraviesa.
ID:2861
Grupo 3: Grupo 3: Incendios forestales y humo estratosférico
Descripción
Representa la convección pirogénica que inyecta humo en la baja estratosfera y prolonga su residencia.
Pregunta clave: ¿Cómo los incendios inyectan y retienen humo en la estratosfera?
Representa la convección pirogénica que inyecta humo en la baja estratosfera y prolonga su residencia. Los incendios forestales de gran escala pueden producir un efecto similar cuando sus columnas de humo más intensas se convierten en nubes de convección pirogénica capaces de inyectar humo hasta las capas bajas de la estratosfera, entre quince y veinte kilómetros de altura, donde ese humo puede permanecer desde varios meses hasta varios años. Cuatro fuentes distintas producen estas anomalías de aerosoles y composición atmosférica: las erupciones volcánicas explosivas, que inyectan gases y cenizas directamente en la estratosfera; las tormentas de polvo sahariano, que transportan enormes cantidades de polvo mineral a través del océano Atlántico; los incendios forestales de gran escala, cuyas columnas de humo más intensas también pueden alcanzar la estratosfera; y los episodios de contaminación extrema que se acumulan sobre las megaciudades. Así, las cuatro fuentes de anomalías de aerosoles y composición atmosférica —las erupciones volcánicas explosivas, los incendios forestales con sus nubes de convección pirogénica, las tormentas de polvo sahariano y el smog fotoquímico de las megaciudades— convergen en los mismos cinco frentes con los que se abre esta descripción: todas alteran el balance radiativo del planeta, ya sea enfriándolo con aerosoles sulfatados y polvo mineral o calentándolo localmente con ozono troposférico; todas modifican la formación de nubes, sea por los núcleos de condensación que aporta el polvo o por los aerosoles orgánicos secundarios del smog; todas terminan influyendo en la precipitación; y todas dejan una huella, para bien o para mal, en la salud humana y en los ecosistemas que reciben sus partículas y sus gases.
ID:2862
Grupo 4: Grupo 4: Transporte y efectos radiativos del polvo sahariano
Descripción
Conecta emisión/transporte de polvo mineral con dispersión y absorción de radiación solar.
Pregunta clave: ¿Cómo se transporta el polvo sahariano y cuál es su efecto radiativo directo?
Conecta emisión/transporte de polvo mineral con dispersión y absorción de radiación solar. Las tormentas de polvo sahariano, la segunda fuente, transportan entre quinientos millones y mil millones de toneladas de polvo mineral cada año desde el Sahara hacia el Atlántico tropical, el Caribe y la cuenca amazónica. Cuatro fuentes distintas producen estas anomalías de aerosoles y composición atmosférica: las erupciones volcánicas explosivas, que inyectan gases y cenizas directamente en la estratosfera; las tormentas de polvo sahariano, que transportan enormes cantidades de polvo mineral a través del océano Atlántico; los incendios forestales de gran escala, cuyas columnas de humo más intensas también pueden alcanzar la estratosfera; y los episodios de contaminación extrema que se acumulan sobre las megaciudades. Así, las cuatro fuentes de anomalías de aerosoles y composición atmosférica —las erupciones volcánicas explosivas, los incendios forestales con sus nubes de convección pirogénica, las tormentas de polvo sahariano y el smog fotoquímico de las megaciudades— convergen en los mismos cinco frentes con los que se abre esta descripción: todas alteran el balance radiativo del planeta, ya sea enfriándolo con aerosoles sulfatados y polvo mineral o calentándolo localmente con ozono troposférico; todas modifican la formación de nubes, sea por los núcleos de condensación que aporta el polvo o por los aerosoles orgánicos secundarios del smog; todas terminan influyendo en la precipitación; y todas dejan una huella, para bien o para mal, en la salud humana y en los ecosistemas que reciben sus partículas y sus gases.
ID:2863
Grupo 5: Grupo 5: Polvo, microfísica de nubes y fertilización
Descripción
Representa nucleación de hielo, granizo y aporte de hierro y fósforo a ecosistemas receptores.
Pregunta clave: ¿Cómo el polvo modifica nubes y fertiliza ecosistemas?
Representa nucleación de hielo, granizo y aporte de hierro y fósforo a ecosistemas receptores. Además de estos efectos radiativos, el polvo mineral fertiliza los ecosistemas oceánicos y terrestres que sobrevuela, porque lleva consigo hierro y fósforo que esos ecosistemas necesitan y que de otro modo escasean. Ese polvo mineral tiene efectos radiativos directos, porque dispersa y absorbe radiación solar igual que lo hacen los aerosoles sulfatados de origen volcánico, y también efectos radiativos indirectos, porque actúa como núcleo de condensación de hielo y favorece la formación de granizo dentro de las nubes que atraviesa. Así, las cuatro fuentes de anomalías de aerosoles y composición atmosférica —las erupciones volcánicas explosivas, los incendios forestales con sus nubes de convección pirogénica, las tormentas de polvo sahariano y el smog fotoquímico de las megaciudades— convergen en los mismos cinco frentes con los que se abre esta descripción: todas alteran el balance radiativo del planeta, ya sea enfriándolo con aerosoles sulfatados y polvo mineral o calentándolo localmente con ozono troposférico; todas modifican la formación de nubes, sea por los núcleos de condensación que aporta el polvo o por los aerosoles orgánicos secundarios del smog; todas terminan influyendo en la precipitación; y todas dejan una huella, para bien o para mal, en la salud humana y en los ecosistemas que reciben sus partículas y sus gases.
ID:2864
Grupo 6: Grupo 6: Smog fotoquímico de megaciudades
Descripción
Transforma NOx y COV bajo luz solar en ozono troposférico y aerosoles orgánicos secundarios.
Pregunta clave: ¿Cómo se forma el smog fotoquímico urbano y afecta la salud?
Transforma NOx y COV bajo luz solar en ozono troposférico y aerosoles orgánicos secundarios. La cuarta fuente, la contaminación extrema de las megaciudades, se manifiesta sobre todo como smog fotoquímico urbano: los óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles que emiten esas megaciudades reaccionan con la luz solar y producen, como resultado de esa reacción, ozono troposférico y aerosoles orgánicos secundarios, los mismos aerosoles que después afectan la salud humana de quienes respiran el aire de la megaciudad. Así, las cuatro fuentes de anomalías de aerosoles y composición atmosférica —las erupciones volcánicas explosivas, los incendios forestales con sus nubes de convección pirogénica, las tormentas de polvo sahariano y el smog fotoquímico de las megaciudades— convergen en los mismos cinco frentes con los que se abre esta descripción: todas alteran el balance radiativo del planeta, ya sea enfriándolo con aerosoles sulfatados y polvo mineral o calentándolo localmente con ozono troposférico; todas modifican la formación de nubes, sea por los núcleos de condensación que aporta el polvo o por los aerosoles orgánicos secundarios del smog; todas terminan influyendo en la precipitación; y todas dejan una huella, para bien o para mal, en la salud humana y en los ecosistemas que reciben sus partículas y sus gases. Cuatro fuentes distintas producen estas anomalías de aerosoles y composición atmosférica: las erupciones volcánicas explosivas, que inyectan gases y cenizas directamente en la estratosfera; las tormentas de polvo sahariano, que transportan enormes cantidades de polvo mineral a través del océano Atlántico; los incendios forestales de gran escala, cuyas columnas de humo más intensas también pueden alcanzar la estratosfera; y los episodios de contaminación extrema que se acumulan sobre las megaciudades.
ID:2865
Grupo 7: Grupo 7: Convergencia de impactos atmosféricos y socioecológicos
Descripción
Integra las cuatro fuentes en balance radiativo, nubes, precipitación, salud humana y ecosistemas.
Pregunta clave: ¿Cómo convergen las cuatro fuentes en impactos comunes?
Integra las cuatro fuentes en balance radiativo, nubes, precipitación, salud humana y ecosistemas. Así, las cuatro fuentes de anomalías de aerosoles y composición atmosférica —las erupciones volcánicas explosivas, los incendios forestales con sus nubes de convección pirogénica, las tormentas de polvo sahariano y el smog fotoquímico de las megaciudades— convergen en los mismos cinco frentes con los que se abre esta descripción: todas alteran el balance radiativo del planeta, ya sea enfriándolo con aerosoles sulfatados y polvo mineral o calentándolo localmente con ozono troposférico; todas modifican la formación de nubes, sea por los núcleos de condensación que aporta el polvo o por los aerosoles orgánicos secundarios del smog; todas terminan influyendo en la precipitación; y todas dejan una huella, para bien o para mal, en la salud humana y en los ecosistemas que reciben sus partículas y sus gases. Las anomalías de aerosoles y composición atmosférica son episodios en que la concentración de partículas o de gases reactivos en la atmósfera se eleva dramáticamente por encima de sus valores de fondo habituales, con impactos que alcanzan el balance radiativo del planeta, la formación de nubes, la precipitación, la salud humana y los ecosistemas. Cuatro fuentes distintas producen estas anomalías de aerosoles y composición atmosférica: las erupciones volcánicas explosivas, que inyectan gases y cenizas directamente en la estratosfera; las tormentas de polvo sahariano, que transportan enormes cantidades de polvo mineral a través del océano Atlántico; los incendios forestales de gran escala, cuyas columnas de humo más intensas también pueden alcanzar la estratosfera; y los episodios de contaminación extrema que se acumulan sobre las megaciudades.
ID:2866