Alterações climáticas podem redesenhar o mapa da luz solar na Terra

A luz do Sol sustenta a vida na Terra. É ela que ajuda a mover a dinâmica do tempo e do clima, alimenta o crescimento das plantas, contribui para derreter neve e gelo e fornece energia aos parques solares espalhados pelo mundo.

É frequente assumir-se que a quantidade de sol que chega a um determinado local se mantém mais ou menos estável ao longo do tempo.

No entanto, um novo trabalho sugere que as alterações climáticas podem, de forma gradual, redistribuir a luz solar pelo planeta, deixando algumas regiões com mais brilho e outras com menos energia solar do que hoje.

Esta transformação não seria uniforme. Pelo contrário, o aquecimento parece preparar-se para alterar onde a luz solar atinge efectivamente o solo, com efeitos que vão desde a perda de gelo nas regiões polares até à produção de energia renovável.

Antecipar um novo mapa da luz solar

As projecções sobre a luz solar resultam de uma equipa liderada pelo Dr. Fengfei Song, cientista do clima na Universidade Oceânica da China (OUC).

O grupo do Dr. Song procurou perceber de que forma o aquecimento iria reorganizar a energia do Sol à superfície - isto é, ao nível do solo - até ao final deste século.

Para o fazer, recorreu a modelos climáticos, simulações informáticas que resolvem a física do ar, do oceano, do gelo e das nuvens.

Foram usados dezenas desses modelos, desenvolvidos por instituições de todo o mundo, e projectados para o futuro sob diferentes cenários de emissões.

Estas simulações fazem parte de um esforço internacional coordenado, descrito neste artigo científico, e praticamente todas apontaram na mesma direcção.

As regiões polares tendem a escurecer, enquanto as latitudes médias do Hemisfério Norte se tornam mais luminosas - com as mudanças mais marcadas a ocorrerem no verão de cada região.

A luz solar já mudou noutros períodos

Os cientistas acompanham esta componente de energia através da radiação solar descendente à superfície: a fracção da luz solar que atravessa a atmosfera e chega ao chão.

Esse fluxo derrete a neve da primavera, aquece os solos, impulsiona a evaporação da água e alimenta todas as centrais solares do planeta.

O fornecimento de luz à superfície já oscilou no passado. Registos indicam que, entre as décadas de 1950 e 1980, a luz solar à superfície diminuiu em grande parte do mundo e, mais tarde, recuperou parcialmente.

Esta alteração associada ao clima foi descrita numa revisão detalhada das medições.

Há muito que os investigadores analisam essa evolução histórica, mas o futuro colocava uma questão diferente.

Até este estudo, ninguém tinha delineado com clareza onde a luz solar à superfície iria aumentar ou diminuir com o aquecimento global - região a região e estação a estação.

Vapor de água reduz a luz em todo o lado

Há um mecanismo que empurra o sinal na mesma direcção em quase todo o planeta.

Com temperaturas mais altas, o ar consegue reter mais vapor de água, e esse vapor absorve parte da luz solar que entra antes de ela completar o percurso até ao solo.

Mesmo quando o céu está totalmente limpo, as simulações indicam que, no final do século, chega menos luz ao chão, porque a coluna de ar acima contém mais humidade. Este efeito ocorre por si só, sem necessidade de nuvens.

Se actuasse isoladamente, o vapor escureceria o planeta como um todo, tanto nos pólos como nos trópicos. O que os modelos mostram é que existe outro factor que passa a diferenciar os vencedores e os perdedores em termos regionais.

As nuvens definem o que acontece a seguir

No Árctico e na Antárctida, o aquecimento carrega as nuvens com água líquida adicional. Nuvens com mais gotículas tornam-se mais brilhantes e mais brancas, reflectindo mais luz de volta para o espaço antes de esta chegar ao gelo.

Nas zonas polares, nuvens e vapor actuam no mesmo sentido, e o estudo concluiu que as suas contribuições têm dimensões aproximadamente semelhantes. É um efeito duplo que gera um escurecimento pronunciado no verão.

Já nas latitudes médias do Hemisfério Norte - onde se concentram grande parte da América do Norte, da Europa e da Ásia - ocorre o inverso. Nas simulações, a nebulosidade diminui.

“Menos nuvens abrem um caminho mais limpo para a luz solar”, afirmou Song. Esse acréscimo de sol supera o que o ar mais húmido absorve, deixando a superfície, no balanço final, mais luminosa.

As mudanças na luz solar atingem o máximo no verão

O contraste intensifica-se quando cada região se inclina na direcção do Sol.

No cenário de emissões mais elevadas, a oscilação sazonal da luz solar à superfície no Árctico achata cerca de 15 por cento. Os dias muito luminosos do pico do verão perdem muito mais luz do que aquilo que o inverno escuro poderia alguma vez compensar.

Na Antárctida, essa amplitude sazonal enfraquece aproximadamente 7 por cento nesse cenário, enquanto as latitudes médias do Hemisfério Norte seguem no sentido oposto.

Aí, a oscilação entre verão e inverno cresce cerca de 2 por cento, porque o aumento de sol em Junho e Julho alarga o intervalo.

Nada disto é inevitável, uma vez que os modelos divergem quanto às magnitudes exactas. Ainda assim, a direcção da mudança repete-se em quase todos os modelos, o que levou a equipa a considerar o padrão robusto.

Sinais iniciais já estão a surgir

Há indícios de que esta mudança não está a aguardar por 2080. Satélites climáticos registaram, ao longo das últimas duas décadas, um padrão semelhante na luz solar à superfície - medições reais, e não apenas simulações.

A equipa de Song interpreta esse desenho como uma impressão digital inicial do fenómeno, a manifestar-se décadas antes do previsto.

O mesmo padrão apareceu sob cenários de emissões baixos, médios e elevados, ficando apenas mais forte à medida que o aquecimento aumentava.

Quando um efeito já é observável hoje, em vez de ser apenas uma previsão distante, os cientistas passam a ter dados em tempo real para testar as projecções.

Isso também significa que quem planear com base em registos históricos de insolação pode estar a trabalhar com valores que já estão a deslocar-se.

Consequências de uma luz solar em mudança

A luz solar é a maior fonte individual de energia para a superfície terrestre, e a sua redistribuição afecta tudo o que assenta sobre ela. Nas regiões polares, a perda de luz ocorre no verão, precisamente quando a neve e o gelo marinho estão na fase de derreter.

Este detalhe temporal liga o trabalho à amplificação polar, a tendência para os pólos aquecerem mais depressa do que o planeta no seu conjunto.

Um estudo recente concluiu que o Árctico está a aquecer quase quatro vezes mais depressa do que a média global, e a energia à superfície ajuda a definir esse ritmo.

O elemento novo aqui é o próprio mapa. O aquecimento não irá escurecer ou iluminar o mundo de forma homogénea.

Ele retira luz de verão aos pólos e entrega mais às latitudes médias do Hemisfério Norte, e o braço-de-ferro entre vapor e nuvens explica porquê.

A partir daqui, os modeladores podem incorporar esta geografia em previsões de perda de gelo, caudais fluviais e produção de energia solar.