Os solos agrícolas são partículas nucleadoras de gelo eficientes nas grandes planícies do sul

INPs são um subconjunto raro de aerossol atmosférico que pode iniciar a formação de gelo em nuvens. Há uma lacuna significativa entre a capacidade dos cientistas de medir INPs e prever suas concentrações e variabilidade em modelos climáticos e de tempo em larga escala.

Isso se deve em parte à ampla variação na eficiência de nucleação de gelo de diferentes tipos de partículas. Como resultado, mesmo tipos de partículas de baixa abundância precisam ser representados em modelos climáticos globais se sua eficiência de nucleação de gelo for alta o suficiente.

Entender as fontes de INPs em diferentes regiões é difícil, em parte porque sua raridade dificulta observá-los e identificá-los diretamente na atmosfera. Métodos tradicionais de medição da composição de aerossóis podem fornecer informações sobre o tamanho e a composição da população geral de partículas.

INPs, no entanto, podem ser tão raros quanto uma partícula em um milhão, e podem ter propriedades que são distintamente diferentes da maioria das partículas no ar. Por causa disso, é desafiador determinar as identidades de INPs em experimentos de campo ao usar métodos de medição tradicionais.

Para lidar com esse desafio, os pesquisadores utilizaram o “método residual” tecnicamente desafiador para medir diretamente a composição do INP no observatório atmosférico Southern Great Plains, perto de Billings, Oklahoma. Nessa abordagem, INPs individuais são separados da população total de partículas, e seu tamanho e composição são medidos com métodos altamente sensíveis e especializados.

As suas descobertas foram publicadas no Revista de Pesquisa Geofísica: Atmosferas.

Usando esse método, os pesquisadores observaram que as partículas ambientais eram dominadas por aerossóis carbonáceos e secundários, enquanto a poeira era o tipo de INP mais eficiente. Eles também observaram um novo tipo de partícula mista consistindo de um núcleo carbonáceo liso (como uma bola de alcatrão) internamente misturado com fragmentos de poeira.

Os INPs de poeira foram enriquecidos em fosfato, que é um bom marcador para solos agrícolas, indicando que essas poeiras agrícolas levadas pelo vento podem ser uma fonte importante de INPs na região. No entanto, os pesquisadores não conseguiram distinguir se esse fosfato se originou da atividade microbiana natural ou da aplicação de fertilizantes contendo fosfato.

Pesquisas futuras devem investigar a eficiência de nucleação de gelo dos solos antes e depois da aplicação de fertilizantes para determinar se os fertilizantes podem ser parcialmente responsáveis ​​pela alta eficiência de nucleação de gelo dos solos agrícolas.