Aerosoles y Hollin

El oscurecimiento global, una reducción gradual de la cantidad de irradiancia directa en la superficie de la Tierra, se observó a partir de 1961 hasta por lo menos 1990. Se piensa que la causa principal de este oscurecimiento son las partículas sólidas y líquidas conocidas como aerosoles, producto de los volcanes y los contaminantes antropogénicos. Ejercen un efecto de enfriamiento por el aumento de la reflexión de la luz solar entrante. Los efectos de los productos de la quema de combustibles fósiles (CO2 y aerosoles) se han compensado parcialmente entre sí en las últimas décadas, por lo que el calentamiento neto se ha debido al aumento de gases de efecto invernadero distintos del CO2, como el metano. El forzamiento radiativo por los aerosoles está limitado temporalmente por los procesos que los remueven de la atmósfera. La eliminación por las nubes y la precipitación les da a los aerosoles troposféricos una vida atmosférica cercana a solo una semana; en cambio, los aerosoles estratosféricos pueden permanecer durante algunos años. El dióxido de carbono tiene una vida atmosférica de un siglo o más, por tanto los cambios en los aerosoles solo retrasarán los cambios climáticos causados por el CO2. La contribución al calentamiento global del carbono negro solo es superada por la del dióxido de carbono.

Además de su efecto directo en la dispersión y la absorción de la radiación solar, las partículas tienen efectos indirectos sobre el balance radiativo de la Tierra. Los sulfatos actúan como núcleos de condensación y por lo tanto conducen a nubes que tienen más y más pequeñas gotitas. Estas nubes reflejan la radiación solar más eficientemente que aquellas con menos y más grandes gotitas, fenómeno conocido como el efecto Twomey. Este efecto también provoca que las gotitas sean de tamaño más uniforme, lo que reduce el crecimiento de las gotas de lluvia y hace a la nube más reflexiva a la luz solar entrante, llamado el efecto Albrecht. Los efectos indirectos son más notables en las nubes estratiformes marinas y tienen muy poco efecto radiativo en las convectivas. Los efectos indirectos de los aerosoles representan la mayor incertidumbre en el forzamiento radiativo.

El hollín puede enfriar o calentar la superficie, dependiendo de si está suspendido o depositado. El hollín atmosférico absorbe directamente la radiación solar, lo que calienta la atmósfera y enfría la superficie. En áreas aisladas con alta producción de hollín, como la India rural, las nubes marrones pueden enmascarar tanto como el 50 % del calentamiento de la superficie por gases de efecto invernadero.102 Cuando se deposita, especialmente sobre los glaciares o el hielo de las regiones árticas, el menor albedo de la superficie también puede calentar directamente la superficie.103 Las influencias de las partículas, incluido el carbono negro, son más acusadas en las zonas tropicales y subtropicales, particularmente en Asia, mientras que los efectos de los gases de efecto invernadero son dominantes en las regiones extratropicales y el hemisferio sur.