A poluição e o fumo de incêndios florestais têm uma reputação paradoxal na ciência do clima.
As mesmas partículas minúsculas que apertam os pulmões e deixam o horizonte enevoado são também associadas a uma ligeira descida da temperatura do planeta, ao refletirem a luz solar de volta para o espaço antes de esta chegar ao solo.
Uma nova análise dessas partículas - acompanhadas não num único instante, mas dia após dia - torna esta história mais complexa.
Nas primeiras 48 horas depois de uma subida acentuada, o céu aquece em vez de arrefecer.
Uma incerteza teimosa
Os cientistas chamam a estas pequenas partículas suspensas aerossóis - elementos lançados para a atmosfera pela poluição, por incêndios, por tempestades de poeira e pela pulverização do mar.
Há décadas que continuam a ser uma das peças mais escorregadias do puzzle climático.
De acordo com uma grande revisão, o efeito dos aerossóis na temperatura do planeta mantém-se entre as maiores fontes de incerteza nas projeções climáticas. Uma parte significativa da dificuldade tem origem na forma como influenciam as nuvens.
O professor Guy Dagan, cientista do clima na Universidade Hebraica de Jerusalém (HUJI), quis perceber como é que as nuvens respondem a um aumento repentino de partículas.
Dagan recorreu a simulações de alta resolução e observou a evolução ao longo de vários dias, em vez de segundos.
Um aquecimento de dois dias
A primeira surpresa surgiu rapidamente. Nos dois dias imediatamente a seguir ao salto nos níveis de partículas, o ar não arrefeceu - acumulou calor. A atmosfera reteve energia que, em condições normais, se dissiparia.
Em apenas um dia, esse calor retido atingiu cerca de 20 watts por metro quadrado de céu e, ao longo dos dois primeiros dias, o balanço manteve-se claramente do lado do aquecimento.
Em altitude, as próprias nuvens tinham mudado. As partículas favoreceram a formação de mais gelo nas nuvens e de mais nuvens altas muito acima, e essa camada superior mais espessa prendeu calor que, de outro modo, escaparia para o espaço.
Já se suspeitava que os aerossóis intensificam tempestades altas, como mostrou um estudo anterior. O que não era esperado era esta inversão do efeito líquido para aquecimento.
Porque é que o aquecimento vira arrefecimento
Essa retenção não dura. A análise de Dagan aponta para uma sequência que começa com a chuva quente.
Com mais partículas no ar, torna-se mais difícil formar chuva fraca; assim, a água sobe mais, congela e liberta calor, aquecendo o ar em altitude. A parte superior da atmosfera aquece.
Uma camada superior mais quente é também mais estável. Isso trava as colunas de ar ascendente que alimentam tempestades muito altas, e as grandes nuvens em forma de bigorna que se espalham no topo começam a tornar-se mais finas.
Com menos nuvens altas, o calor preso volta a escapar, e a luz solar que as partículas continuam a refletir inclina o balanço no sentido oposto.
Ao fim de aproximadamente dois dias, o aquecimento dá lugar a um arrefecimento mais constante e suave.
Uma atmosfera com memória
No mundo real, os níveis de partículas não sobem uma vez e ficam estáveis. Aumentam e diminuem ao longo de horas, dias ou semanas, à medida que as fontes se intensificam ou abrandam.
Dagan fez com que, no seu modelo, as partículas subissem e descessem a ritmos diferentes.
O resultado dependeu de qual dos processos era mais rápido - a variação (subida e descida) na contagem de partículas, ou o ajustamento do próprio céu, que demorou cerca de dois dias. Oscilações lentas permitiram que o arrefecimento prevalecesse.
Quando as oscilações aconteciam de poucos em poucos dias, perto do tempo de ajustamento do ar, o sistema nunca chegava a estabilizar por completo. Nessa situação, o aquecimento - e não o arrefecimento - determinou a média.
O resultado mais estranho foi algo que as análises por instantes isolados tinham falhado por completo: um atraso a que ele chama memória atmosférica.
A mesma quantidade de poluição podia aquecer a atmosfera durante a fase de subida e arrefecê-la na fase de descida, porque o céu mantinha uma “memória” das condições anteriores.
“Os nossos resultados mostram que a atmosfera tem memória”, disse Dagan.
O que os instantâneos interpretam mal
Grande parte do que os cientistas sabem sobre partículas e nuvens vem de instantâneos - satélites a captarem o céu num único momento. Uma imagem parada não revela se a névoa estava a adensar ou a dissipar-se.
Se o efeito pode inverter-se consoante o passado recente, um instantâneo pode ler o sinal ao contrário, classificando um momento de aquecimento como se fosse de arrefecimento.
Um artigo anterior mostrou que estes efeitos das partículas nas nuvens podem ampliar-se ainda mais quando entram em jogo ventos de grande escala.
A mesma limitação chega aos modelos climáticos. Muitos partem do princípio de que o ar regressa ao equilíbrio imediatamente após uma perturbação, em poucos minutos. Os resultados de Dagan colocam a recuperação real em vários dias - não em minutos.
Fechar a lacuna da incerteza
A conclusão mais direta é que uma única contagem de partículas não traz uma resposta climática única.
O facto de essas partículas aquecerem ou arrefecerem depende do relógio - de quão depressa os seus números mudam e de quanto tempo a atmosfera tem para acompanhar.
Acompanhar a forma como os níveis de aerossóis evoluem ao longo de dias, em vez de depender de instantâneos da atmosfera, pode ajudar a reduzir uma das maiores incertezas na previsão climática.
Para os cientistas do clima, a mensagem é inequívoca: é preciso observar como os níveis de aerossóis mudam ao longo do tempo, e não apenas o que mostram num único instantâneo.
Estas partículas não se limitam a arrefecer ou a aquecer o planeta. O impacto depende do momento.
Crédito da imagem: NASA
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