Poluição, fumaça de incêndios florestais e aerossóis: o aquecimento de dois dias nas nuvens

A poluição e a fumaça de incêndios florestais carregam uma fama paradoxal na ciência do clima.

As mesmas partículas minúsculas que sufocam os pulmões e deixam o horizonte opaco também recebem crédito por reduzir, ainda que um pouco, a febre do planeta - ao refletirem parte da luz do Sol de volta ao espaço antes que ela aqueça a superfície.

Uma nova análise dessas partículas - acompanhadas não num único instante, mas dia após dia - torna esse retrato mais complexo.

Nas primeiras 48 horas depois de um aumento repentino, o céu passa a ganhar calor, em vez de perdê-lo.

Uma incerteza teimosa

Os cientistas chamam esses fragmentos suspensos de aerossóis - partículas lançadas no ar por poluição, incêndios, tempestades de poeira e spray marinho.

Há décadas, eles seguem como uma das peças mais escorregadias do quebra-cabeça climático.

Segundo uma grande revisão, a influência dos aerossóis na temperatura do planeta ainda está entre as maiores fontes de incerteza nas projeções do clima. Grande parte do problema vem do que eles provocam nas nuvens.

O professor Guy Dagan, cientista do clima na Hebrew University of Jerusalem (HUJI), quis observar como as nuvens respondem a um salto súbito na quantidade dessas partículas.

Para isso, Dagan executou simulações de alta resolução e acompanhou o desenrolar da resposta ao longo de dias - e não de segundos.

Um aquecimento de dois dias

A primeira surpresa apareceu rapidamente. Nos dois dias imediatamente após o aumento dos níveis de partículas, o ar não esfriou - ele aqueceu. A atmosfera reteve energia que, em condições normais, escaparia.

Em cerca de um dia, esse calor aprisionado chegou a aproximadamente 20 watts por metro quadrado (W/m²) de céu e, ao longo das primeiras 48 horas, o saldo permaneceu nitidamente do lado do aquecimento.

Nas camadas altas, as próprias nuvens haviam mudado. As partículas favoreceram mais gelo nas nuvens e mais nuvens elevadas, bem acima, e esse “teto” mais espesso segurou calor que, de outra forma, vazaria para o espaço.

Já se suspeitava que os aerossóis intensificam tempestades profundas, como indicou um estudo anterior. O que não era esperado era essa inversão líquida para aquecimento.

Por que o aquecimento vira resfriamento

Esse aprisionamento de energia não dura. A análise de Dagan aponta para uma sequência de eventos que começa com a chuva quente.

Com mais partículas acima, fica mais difícil formar chuva fraca; assim, a água sobe mais alto e congela, liberando calor que aquece o ar em altitude. As camadas superiores aquecem.

Uma camada superior mais quente é também mais estável. Ela freia as colunas ascendentes de ar que constroem tempestades muito altas, e as grandes nuvens em forma de bigorna que se espalham a partir de seus topos começam a afinar.

Com menos nuvens altas no topo da atmosfera, o calor retido volta a escapar e a luz solar que os aerossóis continuam refletindo passa a puxar o balanço para o outro lado.

Depois de cerca de dois dias, o aquecimento dá lugar a um resfriamento estável e mais suave.

Uma atmosfera com memória

No mundo real, os níveis de partículas nunca sobem uma vez e ficam parados. Eles aumentam e diminuem ao longo de horas, dias ou semanas, conforme as fontes se intensificam ou enfraquecem.

Dagan permitiu que as partículas no modelo subissem e caíssem em velocidades diferentes.

O resultado dependia de qual ritmo era mais rápido - o da subida e descida do número de partículas ou o do próprio ajuste do céu, que levou cerca de dois dias. Quando as variações eram lentas, o resfriamento acabava prevalecendo.

Quando essas oscilações aconteciam a cada poucos dias, perto do mesmo tempo de ajuste do ar, o sistema nunca terminava de se acomodar. Nessa situação, o aquecimento - e não o resfriamento - dominava a média.

O achado mais estranho foi algo que os instantâneos anteriores tinham deixado passar por completo: um atraso que ele chama de memória atmosférica.

A mesma quantidade de poluição podia aquecer a atmosfera durante a fase de aumento e resfriá-la durante a fase de queda, porque o céu mantinha uma memória das condições anteriores.

“Os nossos resultados mostram que a atmosfera tem uma memória”, disse Dagan.

O que os instantâneos interpretam mal

Uma parte importante do que os cientistas sabem sobre partículas e nuvens vem de instantâneos - satélites registrando o céu em um único momento. Uma imagem parada não revela se a névoa estava se adensando ou se dissipando.

Se o efeito pode inverter o sinal conforme a história recente, um instantâneo pode apontar na direção errada, rotulando um momento de aquecimento como se fosse de resfriamento.

Um artigo anterior mostrou que esses efeitos das nuvens impulsionados por partículas podem se ampliar ainda mais quando ventos de grande escala entram na dinâmica.

O mesmo ponto cego aparece em modelos climáticos. Muitos partem do pressuposto de que o ar volta ao equilíbrio imediatamente após uma perturbação, em poucos minutos. Os resultados de Dagan situam a recuperação real em vários dias - não em minutos.

Fechando a lacuna de incerteza

A nova conclusão, simples e direta, é que um único valor de concentração de partículas não traz uma resposta climática única.

Se esses aerossóis aquecem ou resfriam depende do relógio - de quão rápido seus números mudam e de quanto tempo a atmosfera tem para acompanhar.

Acompanhar como os níveis de aerossóis variam ao longo de dias, em vez de depender de instantâneos atmosféricos, pode ajudar a reduzir uma das maiores incertezas nas previsões climáticas.

Para os cientistas do clima, o recado é direto: observe como os níveis de aerossóis mudam ao longo do tempo, e não apenas como parecem em um único instantâneo.

Essas partículas não se limitam a resfriar ou aquecer o planeta. O impacto delas depende do momento.

Crédito da imagem: NASA