Ondas de calor na China elevaram a poluição por ozono na Bacia do Rio Yangtzé

A China passou mais de dez anos a melhorar a qualidade do ar. Regras mais apertadas reduziram a poluição vinda de automóveis, fábricas e centrais eléctricas, com melhorias marcantes em grande parte do país.

A poluição por partículas finas foi a descer, estação após estação. Até que chegou o verão de 2022 e, em vez de continuar a cair, o ozono subiu. O calor pareceu jogar contra o esforço de limpeza.

Uma equipa da Universidade de Fudan decidiu perceber o que estava a acontecer, em colaboração com investigadores da Universidade de Duke e da Universidade da Califórnia, Irvine (UCI).

O calor aumentou a poluição por ozono

O aumento da temperatura afecta tanto a vegetação como o solo. À medida que o calor aperta, árvores e arbustos libertam mais terpenóides - uma família de compostos de carbono muito reactivos.

O solo também entra na equação: ao mesmo tempo, “respira” mais óxidos de azoto.

Há anos que os cientistas vinham a medir cada uma destas respostas separadamente. O que ninguém tinha acompanhado era as duas a dispararem em simultâneo.

E, nesse ar quente, as duas químicas acabam por se cruzar. Este ponto cego tornou-se mais relevante do que nunca.

As emissões causadas pelo ser humano continuam a descer todos os anos. As fontes naturais tendem a ocupar parte do espaço deixado por essa redução.

Quando a vaga de calor chegou

O verão de 2022 quebrou recordes em todo o país. A temperatura média subiu de cerca de 23 °C para 25 °C. Num registo extremo, os termómetros chegaram a uns implacáveis 46 °C.

A Bacia do Rio Yangtzé foi a mais castigada. Nos períodos mais quentes, algumas zonas ficaram cerca de 6 °C acima do normal.

Com o calor a acumular-se, o solo secou. Em certas áreas da bacia, perdeu-se mais de metade da humidade.

Depois disso, a seca só se agravou. O ozono acompanhou o calor quase passo a passo. Em toda a bacia, a medição diária de ozono aumentou 21% face à média de 2020 a 2021.

Esse salto é muito superior ao crescimento lento observado em anos anteriores. Entre 2013 e 2019, as medições à superfície tinham subido apenas cerca de 1,9 ppb por ano.

Árvores que “preparam” o ar

A vaga de calor fez disparar as emissões de terpenóides. O isopreno lidera este grupo de compostos.

Nas zonas mais afectadas, as emissões ficaram mais de 130% acima da média anterior.

As observações por satélite de formaldeído apontaram no mesmo sentido. Subiram cerca de 31% em toda a bacia, muito perto do valor estimado pelo próprio modelo.

Estes terpenóides extra não se limitaram a acrescentar “combustível”. Reforçaram a capacidade do ar para oxidar outras substâncias - uma característica a que os investigadores chamam capacidade oxidante.

Como se formou a poluição por ozono

O mecanismo identificado pela equipa funciona assim: quando os terpenóides se degradam, libertam fragmentos reactivos chamados radicais peróxi.

Esses radicais capturam óxido nítrico directamente do solo e transformam-no em dióxido de azoto. Em condições habituais, essa mudança consome ozono. Aqui, esta via contorna esse passo.

A luz solar volta depois a separar o dióxido de azoto. Forma-se ozono novo no processo. Ou seja, o azoto vindo do solo empurra o ozono para cima, sem que o “travão” habitual entre em acção.

Os dados guardavam um indício importante. Os óxidos de azoto de origem humana têm vindo a cair ao abrigo do Plano de Acção para o Ar Limpo da China, mas o dióxido de azoto sobre a bacia aumentou durante o período de calor.

A explicação mais provável não era o tráfego rodoviário, mas sim o solo. Essa discrepância ligou o excesso de ozono à superfície terrestre.

O custo para uma bacia

O impacto combinado foi mais forte onde a formação de ozono é limitada pelo azoto, e não pelo carbono. Isso abrange grande parte da Bacia do Rio Yangtzé.

O aerossol orgânico secundário também subiu em paralelo com o ozono. Estas partículas finas formam-se directamente a partir de terpenóides.

Nos pontos mais críticos, o aumento chegou a 4 microgramas por metro cúbico (µg/m³). As duas faces do problema da poluição agravaram-se ao mesmo tempo.

Limiares de calor aumentaram a poluição

Os limiares de temperatura destacaram-se claramente nos registos.

O aerossol aumentou cerca de 50% acima de 30 °C, enquanto a subida mais acentuada do ozono só apareceu acima de 35 °C.

O retrato regional teve um detalhe cruel.

Nesse verão, as partículas finas continuaram a descer na maior parte da China, mas algumas cidades na área de Sichuan e Chongqing viram subir tanto o ozono como as partículas.

A natureza aumentou a poluição por ozono

Segundo os autores, a força deste ciclo de retroalimentação natural foi uma surpresa genuína.

Sublinharam que, embora as reduções nas emissões causadas pelo ser humano tenham sido vistas durante muito tempo como um sucesso, a natureza parece estar a responder de formas inesperadas.

“Durante as ondas de calor, a vegetação e o solo estão essencialmente a conspirar - as árvores libertam estes compostos reactivos que ‘turbinam’ a capacidade oxidante da atmosfera, que depois captura o azoto que sai do solo e o transforma em ozono muito mais depressa do que pensávamos ser possível”, assinalaram os investigadores.

“Se não tivermos isto em conta nas nossas estratégias de controlo da poluição, podemos andar às voltas à medida que o clima continua a aquecer.”

Porque é que o progresso pode estagnar

A China continua a reduzir os óxidos de azoto de origem humana. A cada corte, mais zonas do país entram no estado químico em que este ciclo é mais agressivo.

Essas áreas limitadas por azoto continuam a expandir-se. Quanto mais limpas ficam as cidades, mais margem o ciclo ganha para actuar.

Em dias quentes, reduções adicionais podem render menos do que os decisores esperam. Os autores dizem que os seus números são um mínimo, não um máximo.

O modelo provavelmente subestima o azoto emitido pelo solo. Assim, o efeito real pode ser mais forte do que os valores indicam.

Plantar árvores, com cuidado

Os resultados levantam um ponto delicado sobre a reflorestação. Campanhas de plantação em grande escala ajudam a fixar carbono, algo de que o clima precisa com urgência.

Mas mais árvores também significam mais terpenóides. Se forem plantadas sem atenção à química local, grandes manchas florestais podem degradar a qualidade do ar à sua volta.

Os autores defendem que o planeamento florestal deve ponderar também a química atmosférica. Se for bem feito, reverdecer e melhorar o ar podem apontar na mesma direcção.

O aquecimento agrava a poluição por ozono

A equipa simulou ainda um mundo mais quente. Ao elevar as temperaturas em cerca de 5 °C, de acordo com um cenário de altas emissões, o efeito quase duplicou.

Isto sugere verões em que as ondas de calor trazem mais do que desconforto. Podem trazer um ar mais sujo, para o qual o esforço de limpeza não estava preparado.

Os investigadores pedem aos decisores que incorporem as alterações nas emissões naturais nos seus planos. Um controlo da poluição focado apenas em fontes humanas pode continuar a perder terreno à medida que o planeta aquece.