Jornal do Brasil

Terça-feira, 2 de Setembro de 2014

Ciência e Tecnologia

Efeitos do clima  

Jornal do Brasil

Os aerossóis neutralizam parte dos efeitos do aquecimento de gases de efeito estufa, principalmente pelo aumento da quantidade de luz solar refletida de volta ao espaço. No entanto, as formas em que os aerossóis afetam o clima através de sua interação com as nuvens são complexas e não completamente capturadas por modelos climáticos. Como resultado, o forçamento radiativo (isto é, a perturbação ao orçamento de energia da Terra) causado por atividades humanas é altamente incerta, o que torna difícil prever a extensão do aquecimento global. Os avanços recentes levaram a uma compreensão mais detalhada de interações aerossóis-nuvens e seus efeitos sobre o clima, mas ainda mais o progresso é dificultado pela capacidade de observação limitada e os modelos climáticos grosseiros, relata uma matéria da revista Science desta semana.

A revista informa que os avanços recentes têm revelado um quadro muito mais complicado de interações aerossóis-nuvens do que anteriormente considerado. Por exemplo, a força radioativa devido a interações aerossóis-nuvens pode ser limitada por mecanismos de tamponamento que resultam em compensações entre diferentes respostas nuvem para aerossóis. Outras situações podem ser hipersensíveis aos aerossóis porque aerossóis tornaram-se extremamente empobrecido por precipitação. Nestes regimes além de aerossóis pode aumentar dramaticamente a cobertura de nuvens, causando um grande arrefecimento. Outro processo recentemente apreciado é o fortalecimento induzido por aerosol de nuvens convectivas profundas que podem transportar grandes quantidades de partículas de gelo menores para as bigornas de tais nuvens. Os batentes superiores, mais frios, e mais expansivos podem levar ao aquecimento emitindo radiação térmica inferior ao espaço.

O Painel Intergovernamental sobre relatório de avaliação quinto Mudanças Climáticas começa a explicar alguns desses efeitos mediados pela nuvem de aerossol. A maioria dos estudos abordam um subconjunto de mecanismos conhecidos ou suspeitos, e que geralmente não é possível separar as contribuições individuais. No entanto, isso representa avanço em relação ao quarto relatório de avaliação, o que representou apenas um efeito específico: a redução induzida por aerosol de tamanho de gota nuvem e a reflexão solar resultam no aumento da nuvem. É agora claro que o tamanho reduzido das gotas de nuvem desencadeiam outros processos que podem induzir perturbações radioativas maiores do que o efeito do tamanho das gotículas por meio de mecanismos, tais como as representadas na figura. A incapacidade de quantificar totalmente esses efeitos aumentam a incerteza no forçamento radiativo dos aerossóis e nuvens. Além disso, pouco se sabe sobre o nível de aerossol imperturbável que existi na era pré-industrial. Este nível de referência é muito importante para estimar o forçamento radiativo de aerossóis. A quantificação do nível de referência requer melhor compreensão quantitativa das fontes de emissões naturais e antropogênicas e suas interações.

Nas finas escamas (dezenas de metros ou menos), os processos pelos quais os aerossóis alteraram a formação e o crescimento de nuvem e gotas por gotas que se aglutinam em chuva são relativamente bem compreendidas, assim como as formas em que a turbulência afetam estes processos. Menos clara é a resposta da cobertura de nuvens e organização para a perda de água pela precipitação. Entendimento da formação de gelo e suas interações com gotículas de líquido são ainda mais limitados, principalmente devido à falta de capacidade de medir a atividade de nucleação de gelo de aerossóis e os processos de formação de gelo nas nuvens subsequentes. Simulações computacionais explícitas desses processos ainda em escala de uma nuvem inteira ou sistema multicloud, e muito menos a do planeta, requer centenas de horas os mais poderosos computadores disponíveis. Modeladores devem, portanto, recorrer a representações paramétricas simples desses processos em modelos de tempo e clima. Representando os efeitos do aerossol nas nuvens é particularmente desafiador, porque em pequena escala variações correlacionadas entre aerossóis e nuvem em propriedades tem consequências em larga escala, tais como mudanças na organização da nuvem.

Totalmente resolvidos, de vários anos, as simulações globais não são susceptíveis de tornarem-se viáveis para muitas décadas. No entanto, uma etapa emocionante foi feita em simulações inovadores recentes, em que pequenos domínios capazes de resolver os processos em nuvem em escala, incluindo os regimes simplificados de interações aerossóis nuvem, foram incluídos em cada célula da grade de um modelo climático. Esta abordagem oferece o potencial para o modelo e é executado que nuvens deliberem sobre uma escala global para escalas de tempo até vários anos, mas simulações climáticas em uma escala de um século ainda não são viáveis??. O modelo embutido também é muito grosso para resolver muitos dos processos fundamentais aerosol nuvem nas escalas em que ocorrem.

Testes observacionais melhorados são essenciais para a validação dos resultados de simulações e garantem o desenvolvimento de modelagem e estão no caminho certo. Satélites atuais podem medir as nuvens e as precipitações, mas não os ventos verticais que criam as nuvens, nem os aerossóis específicos em que as gotas de nuvem e cristais de gelo nuclear. Portanto, é difícil separar o aerossol e efeitos meteorológicos em propriedades de nuvem. Um desafio importante é que a região de nucleação do aerossol mais importante é, no fundo de uma nuvem, que está obscurecido pelo resto da nuvem se medido a partir de cima.

O Cloud-Aerosol Lidar e Infravermelho Pathf inder Observation Satellite (CALIPSO) e missões de satélites EarthCare com o objetivo de abordar alguns destes desafios. EarthCare (com lançamento estimado para 2015) irá medir os perfis verticais de tipos de aerossóis e os montantes com um radar a laser de 355-nm. Doppler nuvem radar do EarthCare pode determinar nuvem em movimentos verticais. O radar a laser em ambas as missões no entanto, cobrem apenas a linha de caminho subsatélite, limitando sua cobertura. Mais missões de satélite que superam os desafios de medição estão a ser considerados.

O progresso na compreensão das interações aerossóis-nuvens e seus efeitos sobre o clima são limitados por ferramentas observacionais e modelos inadequados. No entanto, alcançar a melhoria exigida em observações e simulações está ao nosso alcance tecnológico. Por exemplo, a tecnologia disponível pode fornecer medições polarimétricas multiespectrais e multi-ângulo de propriedades de nuvens em uma resolução de 100 m. O nível de esforço deve corresponder à importância socioeconômica do que os resultados poderiam fornecer: menor incerteza climática antropogênica forçando e melhorando a compreensão e as previsões de impactos futuros dos aerossóis sobre o nosso tempo e do clima.

Tags: clima, futuro, nuvens, progresso, Tempo

Compartilhe:

Postar um comentário

Faça login ou assine para comentar.