Un grup d’investigadors de l'ICM ha dissenyat un model basat en dades de satèl·lit per predir a l’oceà Antàrtic les concentracions d’isoprè, un gas d’origen biològic responsable de la formació de núvols que pot arribar a afectar el clima.
L’isoprè és un gas d'origen biològic produït pel fitoplàncton que s’oxida a l'aire per formar partícules atmosfèriques. Als oceans més remots, com és el cas de l'oceà Antàrtic, on la formació i la brillantor dels núvols depenen en gran mesura de la concentració de partícules atmosfèriques, les emissions d’isoprè marí poden arribar a afectar el clima.
Tanmateix, l’emissió regional d’isoprè està escassament quantificada i, per tant, els models climàtics no acaben de funcionar perquè no simulen correctament els núvols. Per això, tenir una imatge més precisa de les concentracions i emissions d’isoprè a l'oceà Antàrtic és essencial per a predir millor els efectes del canvi climàtic a la regió.
Amb aquesta finalitat, la revista Geophysical Research Letters ha publicat ara el primer model capaç de predir la concentració d‘isoprè a l'oceà Antàrtic a partir de dades de satèl·lit. L’estudi, en què han participat diversos investigadors de l'Institut de Ciències del Mar (ICM) de Barcelona, l'ha dirigit Rafel Simó, que és professor i cap del grup de Biogeoquímica Marina, Atmosfera i Clima de l'ICM.
En col·laboració amb científics del Centre de Supercomputació de Barcelona, la Universitat de Curtin (Austràlia), el Centre Nacional d'Investigació Científica de França i el Laboratori Marí de Plymouth (Regne Unit), els investigadors de l'ICM-CSIC han explorat la capacitat del satèl·lit de la NASA MODIS Aqua per reconstruir les concentracions d‘isoprè mesurades a l'oceà Antàrtic durant diverses campanyes oceanogràfiques.
Així, els experts han trobat una relació estadística entre l'isoprè, la clorofil·la del fitoplàncton i la temperatura de l’aigua superficial que han utilitzat per produir mapes regionals sinòptics de concentració i emissió d’isoprè, segons explica Rafel Simó. Han batejat el nou model amb el nom d’ISOREMS.
"Aquesta nova eina permet una exploració detallada del paper que exerceixen les emissions oceàniques d‘isoprè sobre el clima i la capacitat oxidativa de l'atmosfera de l'oceà Antàrtic", celebra Pablo Rodríguez-Ros, el primer autor de l'estudi, que assegura que el nou model "proporcionarà inputs espacials i temporals més realistes per als models atmosfèrics i climàtics".
Clorofil·la per predir les emissions d’isoprè
En un treball publicat recentment, els investigadors havien recopilat i analitzat noves dades de les concentracions d’isoprè a l’oceà superficial de sis expedicions. Ara han combinat totes aquestes dades amb variables de satèl·lit registrades simultàniament i, gràcies a això, han descobert que l’isoprè es pot predir mitjançant una regressió lineal múltiple amb la clorofil·la i la temperatura de la superfície del mar.
"L’isoprè s'explica millor per variables relacionades amb el fitoplàncton com les concentracions de clorofil·la i altres pigments, la matèria orgànica particulada o l’eficiència fotosintètica, que per la concentració de macronutrients o l’abundància de bacteris", emfatitza en aquest sentit Rodríguez Ros. En última instància, la clorofil·la del fitoplàncton i la temperatura són suficients per predir l’emissió d’isoprè, i aquestes dues variables es poden obtenir a través de satèl·lits. Les altres variables són redundants.
Les distribucions d’isoprè de 2002 a 2018 calculades amb el model ISOREMS revelen altes concentracions en aigües costaneres i properes a les illes, i en una banda de latituds al voltant dels 40-50°S. A més, l'estacionalitat de l'isoprè és paral·lela a la de la productivitat del fitoplàncton, amb màxims anuals durant l'estiu austral.
Els experts pretenen ara desenvolupar models similars per altres regions oceàniques per tal de predir el patró global de concentració d’isoprè i la seva emissió cap a l'atmosfera. En aquest sentit, Simó apunta que "un mosaic de models regionals té més potencial que un model únic per afinar les emissions globals d’isoprè, que són encara massa incertes per fer-les servir en models climàtics".
Aquest estudi l’ha finançat el Ministeri d'Economia i Competitivitat d'Espanya, el Govern d'Austràlia, l'Institut Polar Suís, Ferring Pharmaceuticals i la Fundació "la Caixa".