{"id":137806,"date":"2011-04-14T13:23:43","date_gmt":"2011-04-14T12:23:43","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/?p=137806"},"modified":"2011-04-14T16:17:22","modified_gmt":"2011-04-14T15:17:22","slug":"erosion-del-suelo-tamano-de-particulas-aerosoles-y-clima-%c2%bfcomo-se-fractura-un-vaso-de-vidrio-fractales-e-invarianza-a-los-cambios-de-escala","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2011\/04\/14\/137806","title":{"rendered":"Erosi\u00f3n del Suelo, Tama\u00f1o de Part\u00edculas, Aerosoles y Clima: \u00bfC\u00f3mo se fractura un Vaso de Vidrio? (Fractales e Invarianza a los Cambios de Escala)"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\">\u00bfTiene un vaso de vidrio a mano? Por favor t\u00edrelo al suelo con fuerza y r\u00f3mpalo. Seguidamente recoja los pedazos y cu\u00e9ntelos en funci\u00f3n de sus respectivos tama\u00f1os. \u00bfQu\u00e9 es lo que obtiene? Nada m\u00e1s y nada menos (que no exacta en la magnitud de los trozos, obviamente) que unos datos\u00a0\u00a0equivalentes a la<span style=\"color: #3366ff;\"> <\/span><strong><span style=\"color: #3366ff;\">distribuci\u00f3n del tama\u00f1o de part\u00edculas que <\/span><span style=\"color: #3366ff;\">atesora el polvo atmosf\u00e9rico (aerosoles)<\/span><\/strong>, eso si, entre otros muchos patrones que son conformes a la misma ley (por ejemplo frecuencia-tama\u00f1o de las cuencas de drenaje, <a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2007\/08\/22\/72306\">magnitud-frecuencia de terremotos<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2008\/01\/13\/82335\">extensi\u00f3n ocupada por los tipos de suelos<\/a> o edafotaxa en un determinado territorio, etc. etc.). Y de este modo parece habarse dado un paso importante en el <span style=\"color: #3366ff;\"><strong>estudio del sistema clim\u00e1tico<\/strong><\/span>, seg\u00fan nos informa la noticia de hoy. <strong><span style=\"color: #3366ff;\">\u00bfDe que patr\u00f3n se trata?<\/span><\/strong>. Os he mentado\u00a0en innumerables ocasiones. Hablamos de la <a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2005\/12\/29\/11299\">Curva de Willis<\/a>. \u00bfC\u00f3mo? De patrones <strong><span style=\"color: #3366ff;\">invariantes a los cambios de escala<\/span><\/strong>, es decir de <strong><span style=\"color: #3366ff;\">estructuras fractales<\/span><\/strong> o en su defecto de otras <strong><span style=\"color: #3366ff;\">multifractales<\/span><\/strong>. Tal es el proceso de<strong> <span style=\"color: #3366ff;\">erosi\u00f3n e\u00f3lica<\/span><\/strong>, que al arrancar los materiales del <strong><span style=\"color: #3366ff;\">suelo<\/span><\/strong>, los transporta en el aire, condicionando el <strong><span style=\"color: #3366ff;\">balance radiativo<\/span><\/strong> de la tierra y el <strong><span style=\"color: #3366ff;\">r\u00e9gimen de precipitaciones<\/span><\/strong>.\u00a0 <strong><span style=\"color: #3366ff;\">De darse otro patr\u00f3n diferente, el comportamiento del clima tambi\u00e9n cambiar\u00eda<\/span><\/strong>. Algo de lo m\u00e1s simple y, por mucho que os pueda extra\u00f1ar a algunos de vosotros tambi\u00e9n de lo m\u00e1s <strong><span style=\"color: #3366ff;\">obvio, trivial e<\/span> <span style=\"color: #3366ff;\">ubicuo en la naturaleza<\/span><\/strong>. \u00a0Sobre este tema versa el post de hoy.<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><img decoding=\"async\" class=\"ngg-singlepic ngg-center\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-content\/blogs.dir\/42\/files\/1283\/tamano-de-particulas-en-el-polvo-atmosferico-fuente-ncar-ucar.jpg\" alt=\"tamano-de-particulas-en-el-polvo-atmosferico-fuente-ncar-ucar\" width=\"471\" height=\"505\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a href=\"http:\/\/www2.ucar.edu\/news\/3510\/broken-glass-yields-clues-climate-change\">Tama\u00f1o de part\u00edculas en el polvo atmosf\u00e9rico Fuente NCAR &amp; UCAR<\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><!--more--><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La noticia ha sido publicada en el mes de octubre de 2010 y difundida por una buena parte de los noticieros cient\u00edficos del mundo. Francamente, <strong><span style=\"color: #3366ff;\">desconozco <\/span><span style=\"color: #3366ff;\">el origen de tanto revuelo, ya que era previsible<\/span><\/strong><span style=\"color: #3366ff;\"><span style=\"color: #333333;\">, al menos para m\u00ed<\/span>. <strong>Las ciencias de la complejidad muestran que muchos mecanismos de fragmentaci\u00f3n dan lugar a distribuciones de frecuencias de esta naturaleza<\/strong><\/span>. As\u00ed, como ya os explicamos al hablar de la Curva de Willis, en la atm\u00f3sfera habr\u00e1 muy pocas part\u00edculas de gran tama\u00f1o (relativas a la fuerza del viento), incrementando su n\u00famero conforme se tornan muy diminutas de acuerdo a una ley invariante a los cambios de escala. Hablamos de fractales, multifractales y ciencias de la complejidad.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Varios colegas me han preguntado la raz\u00f3n de mi obsesi\u00f3n por los <span style=\"color: #3366ff;\"><strong>procesos de fragmentaci\u00f3n<\/strong>.<strong> El d\u00eda que podamos investigar como se fragmentan los macro-agregados del suelo en otros de menor tama\u00f1o entender\u00e1n la raz\u00f3n<\/strong><\/span>. No me refiero a los menores de 2 mil\u00edmetros, como suelen ser estudiados, sino a la <strong><span style=\"color: #3366ff;\">ruptura de las grandes estructuras que aparecen al describir un perfil de suelos, hasta alcanzar el tama\u00f1o de los agregados m\u00e1s peque\u00f1os que<\/span><\/strong>, por cierto, dentro de su rango son conformes a la misma ley. Si alguien con el instrumental adecuado me hiciera caso (\u2026). Pero a lo que vamos.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El tema de <strong><span style=\"color: #3366ff;\">las repercusiones de los aerosoles (polvo atmosf\u00e9rico) en el comportamiento del clima y eventos atmosf\u00e9ricos ha dado lugar a decenas de art\u00edculos con resultados contradictorios<\/span><\/strong>.\u00a0 Y as\u00ed desde no hace mucho tiempo se comenz\u00f3 a entender que<strong> <span style=\"color: #3366ff;\">su efecto variaba m\u00e1s en funci\u00f3n del tama\u00f1o de las part\u00edculas, que de su composici\u00f3n<\/span><\/strong> (aunque tambi\u00e9n puede influir en alguna medida). Sin embargo, al parecer los datos al uso en los modelos de circulaci\u00f3n atmosf\u00e9rica no eran correctos. Se part\u00eda de que exist\u00edan muchas m\u00e1s part\u00edculas del tama\u00f1o de las arcillas respecto a las m\u00e1s gruesas (arena y limo) que las que realmente acaecen, a pasar de que, en cualquier caso, su abundancia aumenta de las m\u00e1s groseras a las m\u00e1s finas. Y por esta raz\u00f3n, <strong><span style=\"color: #3366ff;\">los mencionados modelos \u00a0clim\u00e1ticos no predec\u00edan correctamente la din\u00e1mica detectada con procedimientos instrumentalmente<\/span><\/strong>. El hecho y sus repercusiones son, m\u00e1s o menos bien explicados, \u00a0en la nota de <a href=\"http:\/\/www.elpais.es\/\" target=\"_blank\">El Pa\u00eds Digital<\/a>, si bien <strong><span style=\"color: #3366ff;\">el periodista comete un tremendo error al argumentar que<\/span><\/strong> existen m\u00e1s granos gruesos que finos en los aerosoles. No es as\u00ed, si no todo lo contrario. Lo que ocurr\u00eda es que la cantidad de las part\u00edculas del tama\u00f1o de la arcilla se encontraba sobreestimada. Obviamente, os recomiendo leer el resumen del art\u00edculo y los noticieros anglosajones, ya que los rotativos espa\u00f1olas no mejoran ni a tiros.<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><img decoding=\"async\" class=\"ngg-singlepic ngg-center\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-content\/blogs.dir\/42\/files\/1283\/mala-imagen-de-la-distribucion-fragmentos-tamano-de-un-vaso-roto-fuente-balkan-punto-com.jpg\" alt=\"mala-imagen-de-la-distribucion-fragmentos-tamano-de-un-vaso-roto-fuente-balkan-punto-com\" width=\"451\" height=\"380\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a href=\"http:\/\/www.balkans.com\/open-news.php?uniquenumber=86599\">As\u00ed jamas se rompe un vaso, la distribuci\u00f3n mostrada es\u00a0demasiado homog\u00e9nea Fuente: Balkan.com<\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #3366ff;\">El valor de las ciencias del caos y de la complejidad queda nuevamente puesto de manifiesto<\/span><\/strong> en este estudio. De hecho, si uno escribe en su buscador tipo Google \u201c<a href=\"http:\/\/www.google.com\/search?source=ig&amp;hl=es&amp;rlz=1R2GGLL_es&amp;q=broken+glass+fractal&amp;aq=null&amp;oq=\"> broken glass &amp; fractal<\/a>\u201d constar\u00e1 que la fragmentaci\u00f3n de un vaso de vidrio se ha estudiado mediante el uso de fractales durante mucho tiempo. <strong><span style=\"color: #3366ff;\">Todo el contenido que describen las noticias que abajo os muestro, ya eran conocidos, como<\/span><\/strong> el de la fertilizaci\u00f3n f\u00e9rrica de los oc\u00e9anos, el derretimiento de las masas de hielo, el efecto de los diferentes tipos de part\u00edculas sobre el r\u00e9gimen de precipitaciones locales (los chinos llevaban tiempo d\u00e1ndole vueltas al tema), etc., etc.<span style=\"color: #3366ff;\"> <\/span><strong><span style=\"color: #3366ff;\">Lo \u00fanico<\/span> <span style=\"color: #3366ff;\">que el autor del art\u00edculo ha descubierto es que las estimaciones de las que part\u00edan los modelos de circulaci\u00f3n atmosf\u00e9rica eran err\u00f3neos, nada m\u00e1s<\/span><\/strong>, aunque tampoco nada menos.\u00a0 Nos hubiera gustado que hoy por hoy (ya que el clima se calienta, por que de darse el caso contrario&#8230;) la abundancia de las part\u00edculas m\u00e1s finas fuera mayor de la que realmente parece existir en el aire de las <strong><span style=\"color: #3366ff;\">zonas \u00e1ridas y semi\u00e1ridas<\/span><\/strong>: m\u00e1s enfriamiento, lluvias m\u00e1s abundantes (creo recordar).\u00a0 Sin\u00a0 embargo, <strong><span style=\"color: #3366ff;\">mucha<\/span><\/strong><strong> <span style=\"color: #3366ff;\">prudencia al extrapolar estos datos<\/span><\/strong>. Aqu\u00ed se habla de ambientes \u00e1ridos, en donde la erosi\u00f3n e\u00f3lica es m\u00e1s significativa. Bajo otros climas, menos secos y con abundante vegetaci\u00f3n, la cantidad de limos de los aerosoles ser\u00e1 menor, aunque esto no significa que la distribuci\u00f3n de part\u00edculas por tama\u00f1os no sean conformes a la ley comentada. Del mismo modo, en ciudades y \u00e1reas industriales, las emisiones antropog\u00e9nicas de aerosoles posiblemente modifiquen tambi\u00e9n lo detectado por el autor. Reitero que <strong><span style=\"color: #3366ff;\">Sciencedaily y Terradaily han \u00a0abordado el tema en reiteradas ocasiones<\/span><\/strong>, por lo que all\u00ed podr\u00e9is encontrar m\u00e1s informaci\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Finalmente, tan solo se\u00f1alar que, a menudo, <strong><span style=\"color: #3366ff;\">los expertos en ciencias de la complejidad trabajan sobre temas complicados utilizando modelos muy simples<\/span><\/strong>, como el de la ruptura de un vaso de vidrio. As\u00ed por ejemplo,<strong> <span style=\"color: #3366ff;\">una de las aportaciones m\u00e1s relevantes al descubrimiento y estudio de los sistemas ca\u00f3ticos<\/span><\/strong><span style=\"color: #3366ff;\"> <\/span>lo realizaron unos j\u00f3venes estudiantes estadounidenses <span style=\"color: #3366ff;\"><strong>grabando el sonido del goteo de un grifo que cerraba mal con una vulgar grabadora<\/strong>. <strong>Frecuentemente simplificar los modelos funciona mejor que profundizar con la ayuda (o estorbo) de aparatajes conceptuales e instrumentales m\u00e1s sofisticados<\/strong><\/span>.<\/p>\n<p><strong><span style=\"color: #008000;\">Juan Jos\u00e9 Ib\u00e1\u00f1ez<\/span><\/strong><\/p>\n<h3 style=\"text-align: center;\"><a href=\"http:\/\/www.madrimasd.org\/informacionidi\/noticias\/noticia.asp?id=46722\">Un vaso roto da nuevas pistas sobre el clima Fuente: NCAR &amp; UCAR<\/a><\/h3>\n<p>El tama\u00f1o de las part\u00edculas de polvo que hay en suspensi\u00f3n en la atm\u00f3sfera influye en el clima porque las m\u00e1s peque\u00f1as reflejan la radiaci\u00f3n solar hacia el espacio, reduci\u00e9ndose la cantidad que llega a la superficie terrestre y provocando un efecto de enfriamiento, mientras que las m\u00e1s grandes, del di\u00e1metro de un pelo humano, atrapan la radiaci\u00f3n del suelo, es decir refuerzan el efecto invernadero.<\/p>\n<p>FUENTE | <a href=\"http:\/\/www.elpais.es\/\" target=\"_blank\">El Pa\u00eds Digital<\/a>; 29\/12\/2010<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por ello, <strong>esas part\u00edculas<\/strong>, llamados<strong> aerosoles<\/strong>, juegan un <strong>papel clave en los modelos clim\u00e1ticos<\/strong>, y un investigador estadounidense afirma ahora que <strong>las estimaciones de part\u00edculas que se hacen no son correctas, que debe haber bastantes m\u00e1s de las grandes que de las peque\u00f1as<\/strong>. Su investigaci\u00f3n parte de algo aparentemente sin relaci\u00f3n alguna con el clima: u<strong>n vaso de vidrio que cae al suelo y se hace a\u00f1icos<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00ab<strong>Aunque sean muy peque\u00f1os, las part\u00edculas de polvo del suelo se comportan en un impacto igual que un vaso que se cae al suelo en la cocina y el conocer este patr\u00f3n puede ayudarnos a conformar un panorama m\u00e1s claro de c\u00f3mo puede ser nuestro clima en el futuro<\/strong>\u00ab, dice el investigador<a href=\"http:\/\/sitemaker.umich.edu\/jasperkok\/files\/resumejasperkok.pdf\"> Jasper Kok<\/a>, en un comunicado de la <a href=\"http:\/\/www.nsf.gov\/\" target=\"_blank\">National Science Foundation<\/a> (NSF), instituci\u00f3n estadounidense que financia su trabajo. Los resultados de esta investigaci\u00f3n tambi\u00e9n pueden ser \u00fatiles <strong>para mejorar la predicci\u00f3n meteorol\u00f3gica, sobre todo en regiones polvorientas<\/strong>. Adem\u00e1s, hay que tener en cuenta que <strong>las part\u00edculas afectan a la nubosidad y a las precipitaciones<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00ab<strong>El impacto de los aerosoles minerales en el saldo de radiaci\u00f3n de la Tierra se produce a trav\u00e9s de sus interacciones con las nubes, los ecosistemas y la radiaci\u00f3n misma<\/strong>, y supone un grado de incertidumbre sustancial los cambios clim\u00e1ticos pasados, presentes y futuros\u00bb, escribe Kok. \u00ab<strong>una de las causas de esa gran incertidumbre reside en el hecho de que la distribuci\u00f3n de los aerosoles de polvo emitido se comprende mal\u00bb<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>\u00c9l ha estudiado un tipo de part\u00edculas atmosf\u00e9ricas de polvo mineral, que suelen emitirse cuando el viento agita la superficie terrestre y se elevan fragmentos de polvo del suelo al aire<\/strong>. \u00c9stas pueden medir hasta 50 micrones de di\u00e1metro (como el grosor de un pelo humano) y permanecen en el aire pocos d\u00edas, mientras que los m\u00e1s peque\u00f1os miden unos dos micrones y pueden permanecer en la atm\u00f3sfera una semana, desplaz\u00e1ndose pr\u00e1cticamente por todo el globo. Los an\u00e1lisis de Kok (del <a href=\"http:\/\/www.ncar.ucar.edu\/\" target=\"_blank\">National Centre for Atmospheric Research<\/a>, NCAR) <strong>indican que la proporci\u00f3n de part\u00edculas grandes respecto a las peque\u00f1as es entre dos y ocho veces superior del valor que manejan los modelos clim\u00e1ticos<\/strong>. <strong>El efecto puede ser especialmente notable en las simulaciones inform\u00e1ticas del clima en regiones des\u00e9rticas<\/strong>, donde la atm\u00f3sfera puede ser rica en part\u00edculas en suspensi\u00f3n de este tipo, como el norte de \u00c1frica y el suroeste de Estados Unidos, indica la NSF.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Pero hay otro efecto de estas micropart\u00edculas, adem\u00e1s del enfriamiento o calentamiento, seg\u00fan su tama\u00f1o. <strong>Los ecosistemas marinos, que absorben di\u00f3xido de carbono de la atm\u00f3sfera, pueden estar recibiendo considerablemente m\u00e1s hierro de las part\u00edculas del aire de lo que se ha estimado<\/strong>. El hierro influye en la actividad biol\u00f3gica estimulando la cadena alimenticia de los organismos marinos, incluyendo las plantas, que consumen CO2 e la fotos\u00edntesis, por lo que <strong>aumentar\u00eda la capacidad de sumidero de los mares<\/strong>. Por \u00faltimo, e<strong>l cient\u00edfico cita un tercer efecto<\/strong> de las part\u00edculas de polvo: <strong>al depositarse en las extensiones nevadas de las monta\u00f1as absorben calor y la nieve se derrite m\u00e1s deprisa<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>La investigaci\u00f3n de Kok<\/strong>, publicada en la revista Proceedings de la <a href=\"http:\/\/www.nsf.gov\/\" target=\"_blank\">Academia Nacional de Ciencias<\/a> (EE.UU.), <strong>se centra en los patrones de fractura de las part\u00edculas, bas\u00e1ndose en los del vidrio (en el vaso que se cae al suelo), rocas otros objetos, lo que le permite calcular el rango de tama\u00f1os de los fragmentos, su distribuci\u00f3n entre peque\u00f1os, medianos y grandes<\/strong>. \u00abLa idea de que <strong>todos estos objetos se fracturen de la misma manera es bonita, es la naturaleza creando orden en el caos\u00bb,<\/strong> dice el cient\u00edfico.<\/p>\n<p><strong><\/strong><strong><span style=\"color: #008080;\">Resumen del Art\u00edculo Original<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a href=\"http:\/\/www.pnas.org\/content\/early\/2010\/12\/23\/1014798108.abstract\">A scaling theory for the size distribution of emitted dust aerosols suggests climate models underestimate the size of the global dust cycle <\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a href=\"http:\/\/www.pnas.org\/search?author1=Jasper+F.+Kok&amp;sortspec=date&amp;submit=Submit\">Jasper F. Kok<\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Author Affiliations; Advanced Study Program, National Center for Atmospheric Research, Boulder, CO 80307; Edited by Inez Y. Fung, University of California, Berkeley, CA, and approved October 27, 2010 (received for review October 4, 2010)<\/p>\n<p><strong><span style=\"color: #008000;\">Abstract<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mineral dust aerosols impact Earth\u2019s radiation budget through interactions with clouds, ecosystems, and radiation, which constitutes a substantial uncertainty in understanding past and predicting future climate changes. <strong>One of the causes of this large uncertainty is that the size distribution of emitted dust aerosols is poorly understood<\/strong>. The present study shows that <strong>regional and global circulation models (GCMs) overestimate the emitted fraction of clay aerosols<\/strong> (&lt;\u00a02\u00a0\u03bcm diameter) by a factor of 2\u20138 relative to measurements. This discrepancy is resolved by deriving a simple theoretical expression of the emitted dust size distribution that is in excellent agreement with measurements. <strong>This expression is based on the physics of the scale-invariant fragmentation of brittle materials, which is shown to be applicable to dust emission<\/strong>. <strong>Because clay aerosols produce a strong radiative cooling, the overestimation of the clay fraction causes GCMs to also overestimate the radiative cooling of a given quantity of emitted dust<\/strong>. On local and regional scales, this affects the magnitude and possibly the sign of the <strong>dust radiative forcing, with implications for numerical weather forecasting and regional climate predictions in dusty regions.<\/strong> On a global scale, the dust cycle in most GCMs is tuned to match radiative measurements, such that the overestimation of the radiative cooling of a given quantity of emitted dust has likely caused GCMs to underestimate the global dust emission rate. <strong>This implies that the deposition flux of dust and its fertilizing effects on ecosystems may be substantially larger than thought<\/strong><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.pnas.org\/content\/early\/2010\/12\/23\/1014798108\/suppl\/DCSupplemental\">Informaci\u00f3n adicional en abierto<\/a><\/p>\n<h2><a href=\"http:\/\/www.newswise.com\/articles\/list?category=science\">NewWise<\/a><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Description<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">A new study finds that microscopic <strong>particles of dust, emitted into the atmosphere when dirt breaks apart, follow similar fragment patterns as broken glass and other brittle objects<\/strong>. <strong>The research suggests there are several times more dust particles in the atmosphere than previously believed, since shattered dirt appears to produce an unexpectedly high number of large dust fragments<\/strong>. The finding has implications for understanding future climate change because dust plays a significant role in controlling the amount of solar energy in the atmosphere.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Dust particles in the atmosphere range from about 0.1 microns to 50 microns in diameter<\/strong> (microns are also known as micrometers, abbreviated as \u00b5m).<strong> <\/strong><strong>The size of dust particles determines how they affect climate and weather<\/strong>, influencing the amount of solar energy in the global atmosphere as well as the formation of clouds and precipitation in more dust-prone regions. The NASA satellite image in this illustration shows a 1992 dust storm over the Red Sea and Saudi Arabia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a title=\"Permalink to article 572054\" href=\"http:\/\/newswise.com\/articles\/broken-glass-yields-clues-to-climate-change\">Broken Glass Yields Clues to Climate Change <\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Released: 12\/27\/2010 3:40 PM EST<\/p>\n<p>Source: <a href=\"http:\/\/newswise.com\/institutions\/view\/32\/%20\">National Center for Atmospheric Research (NCAR)<\/a><\/p>\n<h3><a href=\"http:\/\/www.newswise.com\/articles\/list?category=science\">NewWise<\/a><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Clues to future climate may be found in the way that an ordinary drinking glass shatters<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">A study appearing this week in Proceedings of the National Academy of Sciences finds that microscopic particles of dust, emitted into the atmosphere when dirt breaks apart, follow similar fragment patterns as broken glass and other brittle objects. The research, by National Center for Atmospheric Research (NCAR) scientist Jasper Kok, suggests there are several times more dust particles in the atmosphere than previously believed, since shattered dirt appears to produce an unexpectedly high number of large dust fragments.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">The finding has implications for understanding future climate change because dust plays a significant role in controlling the amount of solar energy in the atmosphere. Depending on their size and other characteristics, some dust particles reflect solar energy and cool the planet, while others trap energy as heat. \u201c<strong>As small as they are, conglomerates of dust particles in soils behave the same way on impact as a glass dropped on a kitchen floor,<\/strong>\u201d Kok says. \u201c<strong>Knowing this pattern can help us put together a clearer picture of what our future climate will look like<\/strong>.\u201d<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">The study may also improve the accuracy of weather forecasting, especially in dust-prone regions. Dust particles affect clouds and precipitation, as well as temperatures. The research was supported by the National Science Foundation, which sponsors NCAR.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Shattered soil<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Kok\u2019s research focused on a type of airborne particle known as mineral dust. <\/strong><strong>These particles are usually emitted when grains of sand are blown into soil, shattering dirt and sending fragments into the air. The fragments can be as large as about 50 microns in diameter, or about the thickness of a fine strand of human hair<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>The smallest particles, which are classified as clay and are as tiny as 2 microns in diameter<\/strong>, remain in the atmosphere for about a week, circling much of the globe and exerting a cooling influence by reflecting heat from the Sun back into space. <strong>Larger particles, classified as silt<\/strong>, fall out of the atmosphere after a few days. The larger the particle, the more it will tend to have a heating effect on the atmosphere.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Kok\u2019s research indicates that the ratio of silt particles to clay particles is two to eight times greater than represented in climate models<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Since climate scientists carefully calibrate the models to simulate the actual number of clay particles in the atmosphere, the paper suggests that models most likely err when it comes to the number of silt particles. Most of these larger particles swirl in the atmosphere within about 1,000 miles of desert regions<\/strong>, so adjusting their quantity in computer models should generate better projections of future climate in desert regions, such as the southwestern United States and northern Africa.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Additional research will be needed to determine whether future temperatures in those regions will increase more or less than currently indicated by computer models. <strong>The study results also suggest that marine ecosystems, which draw down carbon dioxide from the atmosphere, may receive substantially more iron from airborne particles than previously estimated. The iron enhances biological activity, benefiting ocean food chains, including plants that take up carbon during photosynthesis<\/strong>. In addition to influencing the amount of solar heat in the atmosphere, <strong>dust particles also get deposited on mountain snowpacks, where they absorb heat and accelerate melt<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Glass and dust: Common fracture patterns<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Physicists have long known that certain brittle objects, such as glass or rocks, and even atomic nuclei, fracture in predictable patterns<\/strong>. The resulting <strong>fragments follow a certain range of sizes, with a predictable distribution of small, medium, and large pieces. Scientists refer to this type of pattern as scale invariance or self-similarity<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Physicists have devised mathematical formulas for the process by which cracks propagate in predictable ways as a brittle object breaks. Kok theorized that it would be possible to use these formulas to estimate the range of dust particle sizes. <strong>He turned to a 1983 study by Guillaume d\u2019Almeida and Lothar Schueth from the Institute for Meteorology at the University of Mainz in Germany that measured the particle size distribution of arid soil<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>By applying the formulas for fracture patterns of brittle objects to the soil measurements, Kok determined the size distribution of emitted dust particles. To his surprise, the formulas described measurements of dust particle sizes almost exactly<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u201c<strong>The idea that all these objects shatter in the same way is a beautiful thing, actually<\/strong>,\u201d Kok says. \u201c<strong>It\u2019s nature\u2019s way of creating order in chaos.\u201d<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">The University Corporation for Atmospheric Research manages the National Center for Atmospheric Research under sponsorship by the National Science Foundation. Any opinions, findings and conclusions, or recommendations expressed in this publication are those of the author(s) and do not necessarily reflect the views of the National Science Foundation.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Note to journalists<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">To request a copy of the paper, send your name, organization, and phone number to David Hosansky at <a href=\"mailto:hosansky@ucar.edu?subject=Newswise%20Article:%20Reporter%20Follow-up\">hosansky@ucar.edu<\/a>, Rachael Drummond at <a href=\"mailto:rachaeld@ucar.edu?subject=Newswise%20Article:%20Reporter%20Follow-up\">rachaeld@ucar.edu<\/a>, or the PNAS news office at <a href=\"mailto:pnasnews@nas.edu?subject=Newswise%20Article:%20Reporter%20Follow-up\">pnasnews@nas.edu<\/a>. Journalists may also download the article from <a href=\"http:\/\/www.eurekalert.org\/\">www.eurekalert.org<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"http:\/\/www2.ucar.edu\/news\/3510\/broken-glass-yields-clues-climate-change\">Muy Buena p\u00e1gina para foto y m\u00e1s informaci\u00f3n<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00bfTiene un vaso de vidrio a mano? Por favor t\u00edrelo al suelo con fuerza y r\u00f3mpalo. Seguidamente recoja los pedazos y cu\u00e9ntelos en funci\u00f3n de sus respectivos tama\u00f1os. \u00bfQu\u00e9 es lo que obtiene? Nada m\u00e1s y nada menos (que no exacta en la magnitud de los trozos, obviamente) que unos datos\u00a0\u00a0equivalentes a la distribuci\u00f3n del tama\u00f1o de part\u00edculas que atesora el polvo atmosf\u00e9rico (aerosoles), eso si, entre otros muchos patrones que son conformes a la misma ley (por ejemplo frecuencia-tama\u00f1o de las cuencas de drenaje, magnitud-frecuencia de terremotos, extensi\u00f3n ocupada por los tipos de suelos o edafotaxa en un determinado\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":26,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[618,592,585,617,598,595],"tags":[2838,46951,2518,46952],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/137806"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/26"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=137806"}],"version-history":[{"count":12,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/137806\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":138965,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/137806\/revisions\/138965"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=137806"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=137806"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=137806"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}