El ciclo atmosférico del azufre en un clima cambiante (SULCLIM) PID2019-111677RB-100
Emitido naturalmente por los océanos, el sulfuro de dimetilo (DMS, CH3SCH3) es la fuente biológica de azufre más abundante en la atmósfera marina. El DMS se produce a partir de una gran variedad de fitoplancton marino y se emite a la atmósfera donde sufre oxidación iniciada por radicales por hidroxilo (OH), radicales de halógenos (cloro, Cl y óxido de bromo, BrO) y el radical nitrato (NO3) para formar dióxido de azufre (SO2) y ácido metanosulfónico (MSA, CH3SO3H), según el esquema actual de la química de oxidación de DMS. El SO2 en fase gas puede oxidarse aún más a ácido sulfúrico (H2SO4), un precursor clave de la formación de nuevas partículas a través de la nucleación homogénea. Estas partículas recién formadas pueden crecer mediante una mayor condensación y coagulación, a tamaños lo suficientemente grandes como para servir de nucleos de condensación de nubes (CCN), lo que afecta a las propiedades ópticas de las nubes y en última instancia al clima.
Los estudios de oxidación DMS se han centrado hasta ahora en el destino de SO2 y MSA y su impacto en la concentración de CNN. Muchos de los intermedios propuestos en el complejo esquema de oxidación de DMS no se han observado directamente, lo que crea incertidumbre en las relaciones de ramificación del producto DMS y las escalas de tiempo de oxidación.
El cambio climático puede afectar a los flujos de emisiones de DMS debido a cambios simultáneos en el hielo marino y en la composición de los ecosistemas oceánicos causados por cambios en la temperatura, la mezcla en los océanos, los regímenes de nutrientes y luz. Mediante modelado se ha estimado que estos cambios pueden aumentar las emisiones de DMS (hasta 150%) en algunas regiones del océano Austral. Por lo tanto, estos cambios pueden conducir a posibles retroalimentaciones climáticas entre las emisiones de DMS y los procesos químicos atmosféricos, la formación de CCN y el forzamiento radiativo. Hasta la fecha, los modelos climáticos no incluyen una representación completa de la química del azufre en la atmósfera, principalmente debido a la falta de información mecanicista sobre las reacciones químicas involucradas en el procesamiento de DMS en la atmósfera, en particular su química de autooxidación. Esta omisión conduce a una brecha fundamental en nuestra comprensión del ciclo químico global del azufre y su impacto climático. En este proyecto, a través de una combinación de métodos de modelación teórica, experimental y climática, proponemos evaluar por primera vez el impacto global de las emisiones de DMS en constante evolución y la nueva química del azufre, en la carga de aerosoles atmosféricos y el equilibrio radiativo bajo el cambio climático durante el siglo XXI.
Cambio en el efecto radiativo del aerosol sulfato por la impelemtación del nuevo esquema de azufre en CESM, en tiempo presente (a) y en el futuro según los escenraios RCP 6.0 (b) y RCP 8.5 (c)