Centrales térmicas, particulas atmosféricas y clima

Pego debajo un mapa de las emisiones y dispersión de particulas (PM 2,5 y PM10) en nuestro país por las centrales térmicas de carbón aun en funcionamiento. Fue elaborado por el Instituto Internacional de Derecho y Medioambiente (IIDMA) utilizando datos del Registro Estatal de Emisones y Fuentes Contaminantes (E-PRTR) y el modelo de dispersiones CALPUFF (recomendado por la US-EPA) (enlace al final del post).



Lo que más llama la atención es que Asturias y León son Mordor en verano (el Negrón sería como el Monte del Destino). Lo segundo es el efecto sobre la salud, y es que la probablidad de padecer enfermedades respiratorias y cardiovasculares originadas por las emisiones de particulas y los óxidos de azufre y nitrógeno, es varias veces superior en ambas provincias respecto a cualquiera de las otras sin centrales térmicas. Pero lo que quería debatir es hasta que punto estas concentraciones "extra" de particulas atmosféricas pueden causar cambios apreciables en el clima de la zona. Se sabe que las particulas en suspensión pueden favorecer la formación de nubes y las precipitaciones al actuar como núcleos de condensación, y que también pueden tener efectos sobre el balance radiativo (y las temperaturas), bien por reducción de la insolación al aumentar la dispersión, absorción y el albedo (más fresquito), o bien por forzamiento térmico positivo al absorber radiación emitida por la superficie terrestre (más calorcito). Evidentemente existen otras fuentes de partículas, tanto naturales como de origen antrópico (transporte, otras industrias, etc), pero me parecía interesante la peculiaridad de las térmicas que no se da en el resto del territorio.

En conclusión, las térmicas en el reino Astur-Leones ¿nos regalan unos litros más de preci (y cm de nieve en la Cordi) además de  buenas bronquitis y muertes prematuras?

PD:  Las térmicas están abocadas al cierre y cuanto más se demore peor para nosotros (contaminantes, insalubres, ya no usan carbón autóctono y son más caras que las renovables).

Informe: http://iidma.org/wp-content/uploads/2017/05/Un-Oscuro-Panorama.pdf

Seguramente las térmicas producen más precipitación ya que emiten partículas grandes de contaminación, que se convierten en núcleos grandes de condensación o de congelación, más fáciles de unirse que si fueran pequeños, en gotas de precipitación. Y más bronquitis seguro que también, con más contaminación más muertes. Leéte el libro "El clima y la salud" de José Miguel Raso Nadal, Colección Geoambiente, allí seguro que hablará de eso.

En Girona hay una fábrica de café, la Nestlé, cerca de las Deveses de Salt, y dicen que tiene un microclima 3º más cálido que el entorno. Es como una microisla de calor antrópica.

¿nos regalan unos litros más de preci (y cm de nieve en la Cordi) además de  buenas bronquitis y muertes prematuras?

No, mayor número de núcleos de condensación menor cantidad de agregados por partícula. La gotas formadas son pequeñas y se evaporan antes de llegar al suelo.

¿Problemas de salud?, la respuesta es simple, pregúntate si de forma natural eso existe...

¿Problemas de salud?, la respuesta es simple, pregúntate si de forma natural eso existe...

No preguntaba por eso, ya está bastante demostrada la relación contaminación y enfermedades respitatorias y cardiovasculares (de hecho lo indico en el post). Incluso con datos de esas regiones.

No, mayor número de núcleos de condensación menor cantidad de agregados por partícula. La gotas formadas son pequeñas y se evaporan antes de llegar al suelo.

¿Quieres decir que a mayor número de núcleos, gotas más pequeñas, mayor evaporación y menor precipitación?
He mirado algún artículo y parece que la relación no es tan unívoca. Los estudios muestran que el efecto de los núcleos depende del contenido en humedad e inestabilidad de la masa de aire. En general, en nubes con poco desarrollo (estratos, cúmulos pequeños) y aire relativamente seco, los núcleos si que tienden a reducir la precipitación al aumentar la concentración de gotas de pequeño tamaño que terminan evaporandose. Pero en nubes con mayor desarrollo convectivo y/o con relativamente mayor contenido en humedad (sobresaturación), el efecto de los núcleos es positivo sobre la precipitación. Parece que cuando la disponibilidad de humedad no limita el crecimiento por condesación y coalescencia en un medio de alta concentración de núcleos, estos favorecen la formación de gotas de tamaño creciente que terminan precipitando. Recomiendo leer la intro del artículo que cito al final.

Así que sigue la duda, pero ahora matizada ¿Las térmicas de Asturias-León favorecen la precipitación en condiciones de gran huemdad (grandes frentes atlánticos, entradas de norte)?¿la reducen en condiciones de menor humedad e inestabilidad (forzamiento orográfico simple, tormentas incipientes de verano, frentes poco activos de SO?¿o ambas?

Artículo: http://journals.ametsoc.org/doi/full/10.1175/2007JAS2515.1

El matiz debería  ser convección - no convección, y no mayor cantidad de humedad o menor.

Para que suceda la coalescencia, debe haber disposición de partículas con diferente polaridad eléctrica, se asume que la contaminación, polvo, etc es positiva y el agua para unirse negativa. Pero dos gotas con misma carga eléctrica no se unirán nunca, y su tamaño final no aumenta. ¿Que aporta la convección?, mayores diferenciales de potencial entre masas de aire y por tanto mayor posibilidad de unión. No es que haya mas humedad (que la hay) sino que las cargas eléctricas son afines para unirse.

Fuerza a una situación convectiva a desarrollar los mismos potenciales que en nubes de poco desarrollo, y verás como la humedad es un factor secundario para la cantidad de precipitación con la misma cantidad núcleos de condensación. Una vez estabilizada la unión, no hay motivo por el cual deba crecer la gota.

¿Solo importa la convección?¿no depende también del contenido de humedad? Entiendo que por mucho potencial de convección que exista (gradiente vertical de temperatura) si hay poca humedad en superficie (o en la masa de aire) no habrá condensación suficiente para el desarrollo de nubes suficientemente potentes como para precipitar. Lo mismo para condensación por forzamiento orográfico.

Cuando hablo de diferencial de potencial eléctrico (V) o potenciales, entre dos puntos, en este caso la masa que asciende y la masa que le rodea.

Puedes tener un 10% o un 90% HR que si sus moléculas son equipotenciales, no se van a unir, de ahí la necesidad de los núcleos de condensación para crear el desequilibrio y formar gota.

Cuidado con las propiedades del agua, se sabe muy poco. Lo último que he visto es que es líquida a -43ºC.

Pero una vez formadas las gotas por condensación en núcleos entonces si pueden crecer por simple colisión física sin importar la diferencia de carga ¿no? Por tanto, los núcleos son importantes para disparar el proceso incial de condensación, mientras que la coalescencia posterior no dependería tanto de diferencia de cargas.

La verdad es que el agua tiene unas propiedades peculiares. El hecho de que su punto triple se de a 0ºC (y 612 Pa de presión de vapor de agua) da mucho juego para los cambios de fase y para que sea sosten de la vida (además de disolvente universal, etc.).

Pero una vez formadas las gotas por condensación en núcleos entonces si pueden crecer por simple colisión física sin importar la diferencia de carga ¿no? Por tanto, los núcleos son importantes para disparar el proceso incial de condensación, mientras que la coalescencia posterior no dependería tanto de diferencia de cargas.

La verdad es que el agua tiene unas propiedades peculiares. El hecho de que su punto triple se de a 0ºC (y 612 Pa de presión de vapor de agua) da mucho juego para los cambios de fase y para que sea sosten de la vida (además de disolvente universal, etc.).

Efectivamente una vez "activado" el núcleo de condensación, es decir, cuando las pequeñas gotas de agua que se han formado sobre el mismo alcanzan un radio crítico, estas crecerán de tamaño espontáneamente, sin importar el potencial eléctrico. El radio crítico será mayor cuanto mayor sea la masa de soluto y cuanto mayor sea el cociente iones/(Masa molecular del soluto).

Pero una vez formadas las gotas por condensación en núcleos entonces si pueden crecer por simple colisión física sin importar la diferencia de carga ¿no? Por tanto, los núcleos son importantes para disparar el proceso incial de condensación, mientras que la coalescencia posterior no dependería tanto de diferencia de cargas.

La diferencia de potencial siempre va a estar presente, otra cosa es que cuando se produce un fenómeno de avalancha, de crecimiento sin fin a partir de un estado crítico se considere espontáneo... es como la fuerza de rozamiento, una vez vencida, pero eso no significa que no exista...

Te lo explico a la inversa, cuando una gota grande se parte en dos, la mayor queda cargada positivamente y la pequeña negativamente.

Para saber si efectivamente tienes unos litros mas de precipitación en tu zona por la alta concentración de núcleos, tendrías que medir en el lugar todos los procesos que intervienen, no queda otra. Fíjate bien como cada estudio nuevo señala una cosa diferente, porque no se ha medido la totalidad del proceso. Los resultados al ser parciales son diferentes, y por tanto dudaría al extrapolarlos a otras zonas.