p Usando um modelo de computador sofisticado, cientistas demonstraram pela primeira vez que uma nova abordagem de pesquisa para geoengenharia poderia ser usada para limitar o aquecimento da Terra a um alvo específico, reduzindo alguns dos riscos e preocupações identificados em estudos anteriores, incluindo resfriamento desigual do globo. p Os cientistas desenvolveram um algoritmo especializado para um modelo do sistema terrestre que varia a quantidade e a localização da geoengenharia - neste caso, injeções de dióxido de enxofre na alta atmosfera - isso seria, em teoria, necessário, ano a ano, para limitar efetivamente o aquecimento. Eles alertam, Contudo, que mais pesquisas são necessárias para determinar se esta abordagem seria prática, ou mesmo possível, no mundo real.

p As descobertas da nova pesquisa, liderado por cientistas do National Center for Atmospheric Research (NCAR), Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico (PNNL), e Cornell University, representam um avanço significativo no campo da geoengenharia. Ainda, há muitas perguntas que precisam ser respondidas sobre as injeções de dióxido de enxofre, incluindo como este tipo de engenharia pode alterar os padrões regionais de precipitação e até que ponto tais injeções danificariam a camada de ozônio. A possibilidade de um esforço global de geoengenharia para combater o aquecimento também levanta sérias preocupações éticas e de governança.

p "Este é um marco importante e oferece a promessa do que pode ser possível no futuro, "disse o cientista do NCAR Yaga Richter, um dos autores principais. "Mas é apenas o começo; há muito mais pesquisas que precisam ser feitas."

p Estudos de modelagem anteriores normalmente procuraram responder à pergunta "O que acontece se fizermos geoengenharia?" Os resultados desses estudos descreveram os resultados - positivos e negativos - de injetar uma quantidade predeterminada de sulfatos na atmosfera, frequentemente bem no equador da Terra. Mas eles não tentaram especificar o resultado que esperavam alcançar no início.

p Em uma série de novos estudos, os pesquisadores mudaram a questão, em vez de perguntar, "Como a geoengenharia pode ser usada para atender aos objetivos climáticos específicos?"

p "Nós realmente mudamos a questão, e fazendo isso, descobrimos que podemos entender melhor o que a geoengenharia pode alcançar, "Disse Richter.

p Os resultados da pesquisa são detalhados em uma série de artigos publicados em uma edição especial do Journal of Geophysical Research - Atmosferas.

p Imitando um vulcão

p Em teoria, geoengenharia - intervenções em grande escala projetadas para modificar o clima - podem assumir várias formas, desde o lançamento de espelhos solares orbitais até a fertilização de algas oceânicas famintas de carbono. Para esta pesquisa, a equipe estudou uma abordagem muito discutida:injetar dióxido de enxofre na alta atmosfera, acima da camada de nuvem.

p A ideia de combater o aquecimento global com essas injeções é inspirada nas erupções vulcânicas mais massivas da história. Quando os vulcões entram em erupção, eles lançam dióxido de enxofre para a atmosfera, onde é quimicamente convertido em partículas de sulfato de dispersão de luz chamadas aerossóis. Esses sulfatos, que pode permanecer na atmosfera por alguns anos, estão espalhados pela Terra por ventos estratosféricos, formando uma camada reflexiva que resfria o planeta.

p Para imitar esses efeitos, dióxido de enxofre pode ser injetado diretamente na estratosfera, talvez com a ajuda de aeronaves voando alto. Mas embora as injeções contrariem o aquecimento global, eles não resolveriam todos os problemas associados às mudanças climáticas, e provavelmente teriam seus próprios efeitos colaterais negativos.

p Por exemplo, as injeções não compensariam a acidificação do oceano, que está diretamente ligado às emissões de dióxido de carbono. A geoengenharia também pode resultar em interrupções significativas nos padrões de chuva, bem como atrasos na cura do buraco na camada de ozônio. Além disso, uma vez que a geoengenharia começou, se a sociedade quisesse evitar um aumento rápido e drástico da temperatura, as injeções precisariam continuar até que os esforços de mitigação fossem suficientes para limitar o aquecimento por conta própria.

p Provavelmente também haveria desafios significativos de governança internacional que teriam que ser superados antes que um programa de geoengenharia pudesse ser implementado.

p "Para que os tomadores de decisão pesem com precisão os prós e os contras da geoengenharia em comparação com as mudanças climáticas causadas pelo homem, eles precisam de mais informações, "disse o cientista Ben Kravitz do PNNL, também um dos principais autores dos estudos. "Nosso objetivo é entender melhor o que a geoengenharia pode fazer - e o que não pode."

p Modelando a química complexa

p Para os novos estudos, os cientistas usaram o modelo de sistema terrestre comunitário baseado em NCAR com seu componente atmosférico estendido, o Modelo Clima da Comunidade da Atmosfera Completa. O WACCM inclui química e física detalhadas da alta atmosfera e foi recentemente atualizado para simular a evolução do aerossol estratosférico dos gases de origem, incluindo geoengenharia.

p "Foi fundamental para este estudo que nosso modelo fosse capaz de capturar com precisão a química da atmosfera para que pudéssemos entender a rapidez com que o dióxido de enxofre seria convertido em aerossóis e por quanto tempo esses aerossóis permaneceriam, "disse o cientista do NCAR Michael Mills, também um autor principal. "A maioria dos modelos climáticos globais não inclui essa química atmosférica interativa."

p Os cientistas também melhoraram significativamente a forma como o modelo simula ventos estratosféricos tropicais, que mudam de direção a cada poucos anos. A representação precisa desses ventos é fundamental para entender como os aerossóis são espalhados pelo planeta.

p Os cientistas testaram com sucesso seu modelo ao ver o quão bem ele podia simular a maciça erupção do Monte Pinatubo em 1991, incluindo a quantidade e a taxa de formação de aerossol, e também como esses aerossóis foram transportados ao redor do globo e por quanto tempo permaneceram na atmosfera.

p Em seguida, os cientistas começaram a explorar os impactos da injeção de dióxido de enxofre em diferentes latitudes e altitudes. De estudos anteriores, os cientistas sabiam que os sulfatos injetados apenas no equador afetam a Terra de maneira desigual:resfriando demais os trópicos e resfriando mal os pólos. Isso é especialmente problemático, pois a mudança climática está esquentando o Ártico em um ritmo mais rápido. A mudança climática também está fazendo com que o hemisfério norte se aqueça mais rapidamente do que o hemisfério sul.

p Os pesquisadores usaram o modelo para estudar 14 possíveis locais de injeção em sete latitudes e duas altitudes diferentes - algo nunca antes tentado em pesquisas de geoengenharia. Eles descobriram que podiam espalhar o resfriamento de maneira mais uniforme pelo globo, escolhendo locais de injeção em cada lado do equador.

p Cumprindo vários objetivos

p Os pesquisadores então reuniram todo o seu trabalho em um único modelo de simulação com objetivos específicos:limitar o aquecimento global médio a níveis de 2020 até o final do século e minimizar a diferença de resfriamento entre o equador e os pólos, bem como entre o norte e hemisférios sul.

p Eles deram ao modelo quatro opções de locais de injeção - em 15 graus e 30 graus Norte e Sul em latitude - e, em seguida, implementaram um algoritmo que determina, para cada ano, os melhores locais de injeção e a quantidade de dióxido de enxofre necessária nesses locais. A capacidade do modelo de reformular a quantidade de geoengenharia necessária a cada ano, com base nas condições daquele ano, também permitiu que a simulação respondesse às flutuações naturais do clima.

p O modelo manteve com sucesso as temperaturas da superfície perto dos níveis de 2020 em um cenário de aumento das emissões de gases de efeito estufa que seria consistente com um cenário de negócios como de costume. A capacidade do algoritmo de escolher locais de injeção resfriou a Terra de maneira mais uniforme do que em estudos anteriores, porque ele poderia injetar mais dióxido de enxofre em regiões que estavam se aquecendo muito rapidamente e menos em áreas com resfriamento excessivo.

p Contudo, no final do século, a quantidade de dióxido de enxofre que precisaria ser injetada a cada ano para compensar o aquecimento global causado pelo homem seria enorme:quase cinco vezes a quantidade expelida no ar pelo Monte Pinatubo em 15 de junho, 1991.

p Invertendo a questão de pesquisa

p "Os resultados demonstram que é possível inverter a questão de pesquisa que tem guiado os estudos de geoengenharia e não apenas explorar o que a geoengenharia faz, mas vê-la como um problema de design, "disse Doug MacMartin, um cientista da Cornell e do California Institute of Technology. "Quando vemos sob essa luz, podemos então começar a desenvolver uma estratégia de como atender aos objetivos da sociedade. "

p Na atual série de estudos, ajustar o plano de geoengenharia apenas uma vez por ano permitiu aos pesquisadores manter a temperatura média global nos níveis de 2020 em um determinado ano, mas as temperaturas regionais - bem como as mudanças sazonais de temperatura - às vezes eram mais frias ou mais quentes do que o desejado. Portanto, as próximas etapas podem incluir explorar a possibilidade de fazer ajustes mais frequentes em uma escolha diferente de locais de injeção.

p Os cientistas já estão trabalhando em um novo estudo para ajudá-los a entender os possíveis impactos que a geoengenharia pode ter sobre fenômenos regionais, como as monções asiáticas.

p “Ainda estamos muito longe de compreender todas as interações no sistema climático que podem ser desencadeadas pela geoengenharia, o que significa que ainda não entendemos toda a gama de possíveis efeitos colaterais, "disse a cientista do NCAR Simone Tilmes, um autor principal. "Mas a mudança climática também apresenta riscos. A pesquisa contínua em geoengenharia é crítica para avaliar os benefícios e efeitos colaterais e para informar os tomadores de decisão e a sociedade."