Usando o ar puro do Oceano Antártico para estimar a poluição pré-industrial

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Prolongar / Longas filas chamadas "ruas das nuvens" se formando na beira do gelo do mar antártico.

Uma das complicações científicas menos conhecidas que torna a avaliação das mudanças climáticas causadas por seres humanos um aborrecimento é que não se trata apenas de gases de efeito estufa. As emissões de aerossóis – pequenas partículas atmosféricas de várias fontes que espalham a luz solar de volta ao espaço, por exemplo – agiram para compensar uma parte do aquecimento causado pelo homem. E, diferentemente dos gases de efeito estufa de longa duração, os aerossóis saem da atmosfera rapidamente e não deixam registros históricos. Isso faz da reconstrução dos níveis de aerossóis anteriores à Revolução Industrial um desafio.

Para melhorar e verificar as estimativas dos níveis passados ​​de aerossóis, os pesquisadores foram criativos. Um novo estudo liderado por Isabel McCoy, da Universidade de Washington, usa o fato de que o céu ao redor da Antártica está próximo de livre de poluição causada por humanos por aerossóis para definir uma nova linha de base pré-industrial.

Os aerossóis têm uma influência de resfriamento através dos efeitos diretos (dispersão da luz solar) e indiretos (nuvens modificadoras). Nesse caso, os pesquisadores estão analisando o último usando dados da nuvem de satélite. Especificamente, eles calculam o número de gotículas de nuvens por centímetro cúbico com base em medições do tamanho das gotículas e espessura da nuvem. Como os aerossóis podem atuar como núcleos de condensação em torno dos quais as gotículas se formam, eles tendem a levar a níveis mais altos de gotículas menores.

Enquanto a poluição por aerossol causada pela queima de carvão e outras atividades de combustão tende a estar presente em todo o Hemisfério Norte, o isolamento atmosférico da Antártica mantém esses aerossóis afastados. Usando a Antártica como um indicador dos níveis pré-industriais de aerossóis, os pesquisadores aplicam os dados de satélite a vários modelos climáticos. Primeiro, eles comparam até que ponto os modelos correspondem às concentrações modernas de gotículas de nuvem em todo o mundo e depois calculam o impacto da poluição por aerossóis ao longo do tempo.

Existem algumas regiões em que as simulações de modelos modernos não correspondem muito bem aos dados de satélite. Os modelos geralmente superestimam as concentrações de gotículas no hemisfério norte de latitude média e subestimam as concentrações de gotículas de verão na Antártica. Embora os modelos mostrem apenas um aumento modesto no verão, os dados dos satélites revelaram que as concentrações de gotículas na Antártica chegam a atingir o nível mais elevado que o hemisfério norte poluído – um resultado de sobrancelha.

Simulações dos modelos atuais (vermelho) e pré-industrial (azul) da concentração de gotículas de nuvem em comparação com os dados de satélite (preto). Temporada de inverno à esquerda, verão à direita. "Src =" https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/aerosols_preindustrial_underestimated-3.jpg "width =" 1514 "height =" 600

Simulações dos modelos atuais (vermelho) e pré-industrial (azul) da concentração de gotículas de nuvem em comparação com os dados de satélite (preto). Temporada de inverno à esquerda, verão à direita.

Como isso poderia ser neste ambiente "primitivo", você pergunta? Provavelmente não é uma usina de carvão camuflada ou qualquer outra fonte humana de aerossóis. Os aerossóis ocorrem naturalmente, e uma fonte importante é o fitoplâncton e as bactérias no oceano. Eles produzem sulfeto de dimetil – uma das fontes do cheiro distinto da água do mar, além de um composto que leva à formação de pequenos aerossóis contendo enxofre.

Grandes flores de fitoplâncton ocorrem ao redor da Antártica quando o gelo marinho encolhe no verão e a vida tira proveito das águas ricas em nutrientes. E isso produz muitos aerossóis para formar gotículas de nuvens.

O mais interessante é o que isso implica nas nossas estimativas da influência do resfriamento da poluição por aerossóis. Se os modelos estão essencialmente superestimando o efeito dos aerossóis causados ​​pelo homem nas nuvens e subestimando o efeito dos aerossóis naturais, o efeito calculado da poluição do aerossol humano será muito grande. Quando os pesquisadores calculam a força desse efeito de nuvem de aerossol desde 1850, eles obtêm uma redução de 0,6 a 1,2 watts de energia no sistema climático da Terra por metro quadrado. (Isso compensa uma parte da energia adicionada pelos gases de efeito estufa.)

O impacto dos aerossóis foi estudado usando várias linhas de evidência além dos modelos, e o novo valor calculado suporta a melhor estimativa atual derivado usando todo o corpo de evidências, embora seja um intervalo um pouco mais restrito. Portanto, as conclusões do estudo estão mais relacionadas aos modelos climáticos, que os pesquisadores dizem que poderiam usar essas informações para trabalhar na melhoria da conexão nuvem-aerossol dos modelos. Mas também é um exemplo fascinante de acesso ao passado, estudando um local na Terra onde a Revolução Industrial não teve – de uma maneira muito específica, pelo menos – muito efeito.

PNAS, 2020. DOI: 10.1073 / pnas.1922502117 (Sobre os DOIs)

Fonte: Ars Technica