El agua es un recurso valioso que afecta a casi todos los aspectos de la vida en la Tierra. Además, es un recurso limitado, por lo que las personas utilizan diversos métodos para garantizar que la oferta satisfaga la demanda.
Una de estas técnicas es la siembra de nubes: añadir partículas a la atmósfera para favorecer la formación de lluvia o nieve. Hoy en día, muchas entidades de Occidente, incluidas agencias gubernamentales estatales y locales, empresas de servicios públicos y centros de esquí – siembran nubes con el fin de aumentar las nevadas invernales en las montañas. Una mayor acumulación de nieve se traduce en más escorrentía en primavera y verano, que alimenta los suministros de agua locales, riega los cultivos y alimenta las presas que generan energía hidroeléctrica.
La siembra de nubes también se ha utilizado en esfuerzos para dispersar la niebla en los aeropuertos, aumentar las lluvias estivales y reducir el granizo. De hecho, la siembra de nubes se practica en más de 50 países de todo el mundo. Sin embargo, pese a toda esta actividad, aún no sabemos si funciona.
Somos atmosféricos científicos y realizamos recientemente un estudio de campo para evaluar la siembra de nubes como medio para aumentar la acumulación de nieve en las montañas durante las tormentas invernales. Nuestros resultados demuestran claramente que, al menos en determinadas condiciones, es posible modificar la evolución y el crecimiento de las partículas de las nubes, lo que da lugar a nevadas que de otro modo no se habrían producido. La siguiente pregunta es si la siembra de nubes puede ser una herramienta eficaz para los gestores del agua en el oeste de Estados Unidos.
Creación de cristales dentro de las nubes
Las nubes están formadas por gotas de agua demasiado pequeñas para caer como precipitación. Estas gotas a menudo se sobreenfrían a temperaturas muy por debajo del punto de congelación, tan bajas como 0 grados Fahrenheit (menos 18 grados Celsius) o incluso menos. En muchas circunstancias, para que una nube produzca una cantidad significativa de precipitación, deben estar presentes cristales de hielo (que pueden crecer rápidamente en presencia de líquido sobreenfriado). En las nubes que se forman cuando el aire es elevado por una montaña, si no hay cristales de hielo o hay muy pocos, muchas de las gotas de agua que componen la nube simplemente se evaporan en la ladera de sotavento de la montaña.
La siembra de nubes en invierno se basa en la hipótesis de que, cuando existe agua sobreenfriada en una nube, puede modificarse introduciendo partículas que actúan como núcleos de hielo artificiales. Este proceso crea cristales de hielo que utilizan el agua sobreenfriada para crecer lo suficiente como para caer finalmente a la superficie en forma de nieve.
La siembra de nubes fue pionera gracias al científico atmosférico Bernard Vonnegut, hermano del célebre novelista Kurt Vonnegut. En 1947, el laboratorio de Vonnegut demostró que el yoduro de plata era un núcleo de hielo eficaz capaz de formar hielo a temperaturas mucho más cálidas que los núcleos de hielo que se producen de forma natural.
Durante los 40 años siguientes, los científicos que estudiaban la siembra de nubes realizaron descubrimientos significativos sobre casi todos los aspectos de la física de las nubes. Pese a ello, en 2003 el Consejo Nacional de Investigación concluyó que «todavía no existe una prueba científica convincente de la eficacia de los esfuerzos intencionados de modificación del clima». No obstante, los estados y las comunidades siguieron adelante con la siembra de nubes operativa, mientras que la investigación sobre su eficacia se paralizó.
El camino hacia SNOWIE
¿Por qué existen estos programas sin pruebas científicas de que funcionan? La respuesta es sencilla: los estados occidentales necesitan agua y muchos responsables de la toma de decisiones creen que la siembra de nubes puede ser una forma rentable de producirla.
En 2004, el estado de Wyoming encargó un proyecto piloto, que llegó a la misma conclusión que muchos estudios anteriores: la siembra de nubes podría haber aumentado las precipitaciones, pero el aumento también podría explicarse por la variabilidad natural de los sistemas de tormentas. Sin embargo, un proyecto hermano financiado por la National Science Foundation demostró que las nuevas herramientas de modelización por ordenador y la instrumentación mejorada podían aportar algunas perspectivas nuevas.
Mientras tanto, Idaho Power Company trabajaba con el National Center for Atmospheric Research para evaluar el programa operativo de siembra de nubes en curso de la empresa. De esta colaboración surgió la idea de utilizar nuevas herramientas de modelización por ordenador y una instrumentación mejorada para evaluar la eficacia del programa de siembra de nubes de Idaho Power. El resultado final fue nuestro proyecto, Seeded and Natural Orographic Wintertime clouds: the Idaho Experiment, o SNOWIE.
Del yoduro de plata a la nieve
En el invierno de 2017 partimos equipados con radares sofisticados, como el Doppler on Wheels (DOWs), que colocamos en ubicaciones de cumbres, y el Wyoming Cloud Radar (WCR), que montamos en un avión de investigación. Estas herramientas nos permitieron observar el interior de las nubes para determinar dónde y cuándo se estaba desarrollando la precipitación.
Después de sembrar las nubes con partículas de yoduro de plata, utilizamos sondas de imagen suspendidas de las alas de los aviones de investigación para examinar con detalle las partículas de las nubes a medida que el avión entraba y salía de las zonas sembradas. Tan solo dos semanas después del inicio de nuestro proyecto de campo de 10 semanas, nuestro radar detectó la primera señal inequívoca de precipitación resultante de la siembra de nubes.
Observamos señales claras e inequívocas de que la liberación de partículas de yoduro de plata estaba iniciando la formación de cristales de hielo, y de que esos cristales crecían hasta convertirse en nieve y caían a la superficie de la montaña. En las zonas afectadas por la siembra, la concentración de cristales de hielo aumentó en cientos, lo que dio lugar a la formación de nieve. En cambio, a tan solo 1 kilómetro de distancia, en las regiones de nube no sembradas, la nube seguía compuesta principalmente por pequeñas gotas líquidas y prácticamente carecía de hielo.
¿Cómo podíamos saber que lo que observamos se debía realmente a la siembra de nubes? En un caso, una aeronave pasó de un lado a otro siguiendo una trayectoria recta perpendicular a la dirección del viento, liberando yoduro de plata. El yoduro de plata comenzó a dispersarse a sotavento a través de la nube en una pluma en zigzag, un patrón creado por la trayectoria de vuelo de la aeronave que no se habría producido de forma natural. Observamos ecos de radar que se formaban en un patrón en zigzag que coincidía con nuestra predicción basada en el momento y el lugar en que se liberó el yoduro de plata en las nubes.
¿Puede la siembra de nubes marcar la diferencia?
Ahora que sabemos que la siembra de nubes puede dar lugar a nevadas, queremos comprobar si puede modificar el equilibrio hídrico de toda una cordillera. Los datos de SNOWIE se utilizarán en modelos informáticos para comprobar nuestras ideas sobre cómo la siembra de nubes podría influir en las nevadas estacionales y cuantificar su impacto. En última instancia, los gestores del agua y los responsables públicos querrán saber cuánta precipitación adicional puede producirse gracias a la siembra de nubes y si se trata de una forma rentable de aumentar las precipitaciones en las cuencas locales.
