Um raio atrás de um porta-aviões no Estreito de Malaca. Uma nova pesquisa revela que os relâmpagos ocorreram com quase o dobro da frequência diretamente acima das rotas de navegação de alto tráfego no Oceano Índico e no Mar do Sul da China durante todo o ano de 2005 a 2016. Crédito:domínio público.
Tempestades diretamente acima de duas das rotas marítimas mais movimentadas do mundo são significativamente mais poderosas do que tempestades em áreas do oceano onde os navios não viajam, de acordo com novas pesquisas.
Um novo estudo que mapeia relâmpagos ao redor do globo descobriu que os raios ocorrem quase duas vezes mais diretamente acima das rotas de navegação de alto tráfego no Oceano Índico e no Mar da China Meridional do que em áreas do oceano adjacentes a rotas de navegação que têm climas semelhantes.
A diferença na atividade dos raios não pode ser explicada por mudanças no clima, de acordo com os autores do estudo, que concluem que as partículas de aerossol emitidas no escapamento de navios estão mudando a forma como as nuvens de tempestade se formam sobre o oceano.
O novo estudo é o primeiro a mostrar que a exaustão de navios pode alterar a intensidade das tempestades. Os pesquisadores concluíram que as partículas do escapamento do navio tornam as gotículas de nuvem menores, levantando-os mais alto na atmosfera. Isso cria mais partículas de gelo e leva a mais relâmpagos.
Os resultados fornecem algumas das primeiras evidências de que os humanos estão mudando a formação de nuvens em uma base quase contínua, em vez de depois de um incidente específico como um incêndio florestal, de acordo com os autores. A formação de nuvens pode afetar os padrões de chuva e alterar o clima, alterando a quantidade de luz solar que as nuvens refletem para o espaço.
"É um dos exemplos mais claros de como os humanos estão realmente mudando a intensidade dos processos de tempestade na Terra por meio da emissão de partículas da combustão, "disse Joel Thornton, um cientista atmosférico da Universidade de Washington em Seattle e principal autor do novo estudo em Cartas de pesquisa geofísica , um jornal da American Geophysical Union.
"É a primeira vez que temos, literalmente, uma arma fumegante, mostrando sobre áreas oceânicas primitivas que a quantidade de raios está mais do que dobrando, "disse Daniel Rosenfeld, um cientista atmosférico da Universidade Hebraica de Jerusalém que não estava conectado ao estudo. "O estudo mostra, altamente inequívoco, a relação entre as emissões antrópicas - neste caso, de motores a diesel - em nuvens convectivas profundas. "
Um mapa de navios que cruzam o Oceano Índico e os mares vizinhos durante junho de 2012. A maioria dos navios que cruzam o norte do Oceano Índico segue uma rota estreita, trilha quase reta em torno de 6 graus ao norte entre o Sri Lanka e a ilha de Sumatra. Leste de Sumatra, os navios viajam para sudeste através do Estreito de Malaca, contornando Cingapura e estendendo-se para nordeste através do Mar da China Meridional. As emissões de partículas de aerossol nessas rotas de navegação são dez vezes ou mais maiores do que em outras rotas de navegação na região, e estão entre as maiores do mundo. Crédito:Shipmap.org, um mapa interativo dos movimentos de navegação comercial, criado por Kiln para o Instituto de Energia da University College London.
Mapeamento de relâmpagos e exaustão
Todos os motores de combustão emitem gases de escape, que contém partículas microscópicas de fuligem e compostos de nitrogênio e enxofre. Essas partículas, conhecido como aerossóis, formam a poluição atmosférica e neblina típicas das grandes cidades. Eles também agem como núcleos de condensação de nuvens - as sementes nas quais as nuvens se formam. O vapor de água se condensa em torno dos aerossóis na atmosfera, criando gotículas que formam as nuvens.
Os navios de carga que cruzam os oceanos emitem gases de escape continuamente e os cientistas podem usar os gases de escape dos navios para entender melhor como os aerossóis afetam a formação de nuvens.
No novo estudo, co-autora Katrina Virts, um cientista atmosférico no Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, estava analisando dados da World Wide Lightning Location Network, uma rede de sensores que localiza relâmpagos em todo o globo, quando ela notou uma linha quase reta de raios através do Oceano Índico.
Virts e seus colegas compararam os dados de localização de relâmpagos com mapas de gases de escapamento de navios de um banco de dados global de emissões de navios. Olhando para os locais de 1,5 bilhões de descargas atmosféricas de 2005 a 2016, a equipe encontrou quase o dobro de descargas atmosféricas, em média, nas principais rotas que os navios fazem no norte do Oceano Índico, através do Estreito de Malaca e no Mar da China Meridional, em comparação com áreas adjacentes do oceano que têm climas semelhantes.
Mais de US $ 5 trilhões do comércio mundial passam pelo Mar do Sul da China todos os anos e quase 100, 000 navios passam apenas pelo Estreito de Malaca. O relâmpago é uma medida da intensidade da tempestade, e os pesquisadores detectaram o aumento dos raios pelo menos já em 2005.
"Tudo o que tivemos que fazer foi fazer um mapa de onde o relâmpago foi ampliado e um mapa de onde os navios estão viajando e era bastante óbvio, apenas pela co-localização de ambos, que os navios estavam de alguma forma envolvidos no aumento dos relâmpagos, "Disse Thornton.
O mapa superior mostra a densidade média anual de raios com uma resolução de cerca de 10 quilômetros (6 milhas), conforme registrado pelo WWLLN, de 2005 a 2016. O mapa inferior mostra as emissões de aerossol de navios que cruzam as rotas no Oceano Índico e no mar do Sul da China a partir de 2010. Crédito:Thornton et al / Geophysical Research Letters / AGU.
Formando sementes de nuvem
As moléculas de água precisam de aerossóis para se condensar em nuvens. Onde a atmosfera tem poucas partículas de aerossol - sobre o oceano, por exemplo - as moléculas de água têm menos partículas para condensar, portanto, as gotas da nuvem são grandes.
Quando mais aerossóis são adicionados ao ar, como do escapamento do navio, as moléculas de água têm mais partículas para coletar. Mais gotas de nuvem se formam, mas eles são menores. Sendo mais leve, essas gotículas menores viajam mais alto na atmosfera e mais delas atingem a linha de congelamento, criando mais gelo, o que cria mais relâmpagos. As nuvens de tempestade ficam eletrificadas quando as partículas de gelo colidem umas com as outras e com gotículas descongeladas na nuvem. O relâmpago é a maneira que a atmosfera tem de neutralizar essa carga elétrica acumulada.
Os navios queimam combustíveis mais sujos no oceano aberto, longe do porto, vomitando mais aerossóis e criando ainda mais raios, Disse Thornton.
"Acho que é um estudo realmente empolgante porque é a evidência mais sólida que já vi de que as emissões de aerossol podem afetar nuvens convectivas profundas e intensificá-las e aumentar sua eletrificação, "disse Steven Sherwood, um cientista atmosférico da Universidade de New South Wales em Sydney que não estava conectado ao estudo.
"Estamos emitindo muitas coisas para a atmosfera, incluindo muita poluição do ar, assunto particular, e não sabemos o que está fazendo com as nuvens, "Sherwood disse." Isso tem sido uma grande incerteza por muito tempo. Este estudo não resolve isso, mas isso nos dá um pé na porta para sermos capazes de testar nossa compreensão de uma forma que nos levará um passo mais perto de resolver algumas dessas questões maiores sobre quais são alguns dos impactos gerais de nossas emissões nas nuvens. "
