Cada destello de un rayo durante una tormenta ilumina el cielo y libera gases contaminantes capaces de afectar la calidad del aire a cientos de kilómetros. Por primera vez, científicos de la University of Maryland rastrearon en tiempo real la contaminación por rayos utilizando tecnología satelital avanzada de la NASA.
Este avance permite observar cómo los óxidos de nitrógeno producidos en tormentas modifican la atmósfera y abre nuevas posibilidades para prever la calidad del aire y comprender el papel de los fenómenos naturales en la contaminación atmosférica.
Tecnología TEMPO: una revolución en el monitoreo atmosférico
El experimento, realizado a finales de junio de 2025, empleó el instrumento TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring of POllution), lanzado en 2023 y operado en órbita geoestacionaria a 35.400 kilómetros sobre América del Norte.
Kenneth Pickering, profesor de investigación, y Dale Allen, científico asociado, ambos en la University of Maryland, lideraron el estudio en colaboración con la NASA y el Smithsonian Astrophysical Observatory. Con las capacidades de TEMPO, los investigadores monitorizaron tormentas en el este de Estados Unidos con una resolución inédita: cada diez minutos, frente al intervalo tradicional de una hora.
Esta alta frecuencia permitió observar en detalle la evolución de los contaminantes en cada tormenta y cuantificar los óxidos de nitrógeno generados por los rayos.
Impacto de los rayos en la formación de contaminantes
El mecanismo por el que los rayos generan contaminación se relaciona con las altas temperaturas alcanzadas en cada descarga, que fragmentan moléculas de nitrógeno y oxígeno y originan óxidos de nitrógeno, similares a los emitidos por vehículos.
Pickering detalló que “los rayos representan entre el 10% y el 15% del total de óxidos de nitrógeno liberados a la atmósfera a nivel global”. Aunque la contaminación humana es mayor, la importancia de estos fenómenos reside en que los gases se liberan a gran altitud, facilitando la formación de ozono.
Los óxidos de nitrógeno de los rayos se dispersan en capas altas y fomentan la generación de ozono, contribuyendo al calentamiento atmosférico. Parte de ese ozono puede descender a la superficie, impactando la calidad del aire en zonas alejadas del origen de la tormenta. Allen destacó que este efecto se intensifica en verano, cuando las altas temperaturas favorecen la producción de ozono.
“El impacto de los rayos en el clima durante la temporada estival es comparable al de los óxidos de nitrógeno de origen humano,” señaló Allen.
Radicales hidroxilo: los rayos como agentes de limpieza
Además de la contaminación, los rayos también generan radicales hidroxilo, moléculas vitales para la limpieza atmosférica. Estos radicales descomponen gases como el metano, un potente contribuido al calentamiento global y a los niveles de ozono de fondo.
El experimento permitió seguir la serie de reacciones químicas iniciadas por los rayos, desde la producción de óxidos de nitrógeno hasta la generación de radicales hidroxilo, aportando una visión más completa de la composición atmosférica y los procesos que regulan la calidad del aire.
Allen indicó que, de acuerdo con estudios previos, cada rayo produce en promedio 250 moles de óxidos de nitrógeno. “Creemos que si las tormentas son más intensas, los rayos son más cortos y generan menos óxidos de nitrógeno por descarga. Este estudio nos permitirá comprobarlo”, afirmó. Entender esta variabilidad resulta fundamental para perfeccionar los modelos climáticos del futuro.
Implicaciones ambientales y mejoras en modelos climáticos
Las aplicaciones de este avance son especialmente relevantes para prever la calidad del aire en regiones montañosas y en verano. Los gases generados por los rayos pueden viajar largas distancias y afectar la composición del aire lejos del foco de la tormenta.
Pickering señaló que, para habitantes de zonas elevadas como Colorado, esta información es esencial, ya que los rayos contribuyen notablemente al ozono superficial en áreas altas. Este hallazgo influye en las previsiones meteorológicas de calidad del aire durante y después de tormentas en estos entornos.
A pesar de que los resultados iniciales del experimento TEMPO continúan en análisis, los científicos de la University of Maryland consideran que los datos obtenidos permitirán distinguir con mayor exactitud la proporción de contaminantes atribuidos a actividades humanas frente a procesos naturales.
La información de alta frecuencia suministrada por TEMPO abre la puerta para entender cómo la intensidad de las tormentas afecta la calidad del aire a nivel local y global. El estudio también ofrece datos clave sobre la capacidad de la atmósfera para descomponer contaminantes como el metano y otros hidrocarburos.
Allen sintetizó el objetivo del equipo: emplear estos datos de alta frecuencia para reducir las principales incertidumbres en los modelos climáticos. La misión TEMPO, supone un avance importante en la monitorización de la contaminación atmosférica y en el conocimiento de los procesos que afectan la salud y el medioambiente.
