Nuvens de tempestade maiores e mais duradouras devido à poluição

Um novo estudo revela como a poluição produz tempestades que nos deixam com nuvens mais duradouras, maiores e mais densas. Durante o mês de novembro o Procedimentos da Academia Nacional de Ciências (PNAS), publicou alguns resultados que encerram um longo debate. Eles revelam como a poluição afeta o aquecimento global. Este trabalho ajudará a melhorar a precisão dos modelos de tempo e clima.

A maioria dos pesquisadores pensava que contaminação atmosferica causa nuvens de tempestade maiores e mais duradouras, tornando as frentes de tempestade mais suscetíveis às correntes de ar e produzindo convecção interna. Nesse estudo, ele observou que a poluição, como fenômeno, torna as nuvens mais duráveis, mas, de forma diferente do que se pensava anteriormente, por uma diminuição no tamanho de suas partículas de gelo e uma diminuição no tamanho total da nuvem. Essa diferença afeta diretamente a maneira como os cientistas representam as nuvens nos modelos climáticos.

Este estudo concilia o que vemos no dia a dia com o que é indicado nos modelos de computador. As observações mostram nuvens em forma de bigorna (columonimbus) cada vez maiores em sistemas de tempestade que contêm poluição, mas os modelos nem sempre apresentam convecção mais forte, graças a este estudo vemos por quê.

A vida secreta das nuvens

Os modelos que prevêem o tempo e o clima não reconstroem bem a vida das nuvens de tempestade, uma vez que as representam com equações simples que não fornecem um quadro completo. Essa má reconstrução criou um dilema para os pesquisadores: "A poluição faz com que as nuvens bigornas durem mais do que no caso de céus limpos", mas por quê?

Uma possível razão gira em torno de aerossóis (pequenas partículas de origem natural ou humana) que servem como base para a formação de gotículas de nuvem ao seu redor. Um céu poluído tem muito mais aerossóis (fumaça e neblina) do que um céu limpo e isso se traduz em menos água para cada partícula. A poluição produz mais gotas, mas menores.

Um número maior de gotículas menores altera as características das nuvens. Há muito tempo se pensa que gotículas maiores e menores iniciam uma reação em cadeia que leva a nuvens maiores e mais duradouras em vez de precipitar. As gotas mais leves fazem com que a água suba por congelamento e esse congelamento extrai o calor que as gotas contêm e produz uma mudança de temperatura que gera convecção interna. Uma convecção mais intensa levanta mais gotas de água, formando assim a nuvem.

Mas os pesquisadores nem sempre observam convecção mais intensa relacionada a nuvens maiores e mais duráveis ​​em ambientes poluídos, indicando que estava faltando algo a ser levado em consideração.

Para resolver esse dilema, a equipe responsável por este estudo decidiu comparar tempestades de verão reais com modelos gerados por computador. O modelo incluiu as propriedades físicas das partículas de nuvem, bem como a capacidade de observar se a convecção se torna mais forte ou mais suave. As simulações neste estudo duraram 6 meses.

Convecção não é a culpada.

 Os dados foram coletados em três locais com vários graus de poluição, umidade e vento: os trópicos do Pacífico Ocidental, sudeste da China e as grandes planícies de Oklahoma. Os dados foram obtidos do ARM Climate Research System do DOE (Departamento de Energia dos EUA).

 As simulações foram realizadas no supercomputador Olympus da PNNL (Pacific Northwest National Laboratory). Essas simulações de um mês de tempestades são muito semelhantes às nuvens observadas atualmente, determinando que os modelos recriaram bem as nuvens de tempestade.

Observando esses modelos, constatou-se que em todos os casos, a poluição aumenta o tamanho, a espessura e a duração das nuvens bigornas. Mas apenas em dois lugares (nos trópicos e na China) a convecção mais intensa é observada. Em Oklahoma, a poluição levou a uma convecção mais suave. Essa inconsistência com o que foi pensado até agora sugere que a razão não é a convecção intensa.

Ao revisar com mais detalhes as propriedades das gotículas de água e cristais de gelo dentro das nuvens, a equipe de pesquisa concluiu que a poluição produziu gotas menores e cristais de gelo, independentemente de sua localização.

Além disso, em céus limpos, as partículas de gelo são mais pesadas e precipitam mais rápido das nuvens bigornas, fazendo com que se dissipem rapidamente. Em céus poluídos, os cristais de gelo eram menores e muito leves para precipitar, criando nuvens maiores e mais duráveis.

Contribuição para o aquecimento global.

Por outro lado, a equipe estimou como as nuvens de tempestade contribuem para o aquecimento ou resfriamento. Essas nuvens resfriam a Terra durante o dia com suas sombras, mas prendem o calor como um cobertor à noite, tornando as noites mais quentes.

Levando em consideração os efeitos da poluição nas nuvens de tempestade, entendemos que eles podem afetar o aquecimento definitivo previsto para a Terra nas próximas décadas. Fazer representações mais precisas das nuvens em modelos climáticos é a chave para melhorar a precisão das previsões das mudanças climáticas.

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fonte: PNAS