Físicos atomsféricos descobriram que a forma como a fumaça de incêndios florestais da África interage com as nuvens sobre o Oceano Atlântico resulta em um efeito de resfriamento líquido, o que é contrário ao entendimento anterior e tem implicações para os modelos climáticos globais.

As nuvens desempenham um papel importante na moderação do clima da Terra, mas seu papel ainda é mal compreendido. Geralmente, as nuvens resfriam a Terra refletindo a luz solar incidente de volta ao espaço. Reduzindo a refletividade das nuvens - com uma camada de poluição, por exemplo - reduz o efeito de resfriamento. Contudo, nova pesquisa em Proceedings of the National Academy of Sciences por físicos da UMBC e colaboradores adiciona uma reviravolta surpreendente a este modelo.

Cada outono, incêndios se espalham pela África central e meridional, criando tanta fumaça que é claramente visível do espaço. O vento leva a fumaça para o oeste sobre o Oceano Atlântico, onde se eleva acima do maior agrupamento semipermanente de nuvens do mundo. Por anos, os cientistas acreditaram que, no geral, a fumaça diminui o efeito de resfriamento das nuvens ao absorver a luz que as nuvens abaixo refletiriam. O novo estudo de Zhang e colegas não contesta esse efeito, mas introduz um novo mecanismo que o neutraliza tornando as nuvens mais reflexivas.

"O objetivo deste artigo é examinar esses processos concorrentes. Qual deles é mais importante?" pergunta Zhang. Usando dados de um sistema LiDAR na Estação Espacial Internacional, Uma pesquisa recente da UMBC descobriu que as camadas de fumaça e nuvem estão muito mais próximas umas das outras do que o observado anteriormente. Isso significa a fumaça, que está na forma de pequenas partículas conhecidas como aerossóis, pode interagir fisicamente com as nuvens, afetando como eles se formam no nível microscópico. Estudos anteriores geralmente negligenciavam essas mudanças microfísicas devido às interações dos aerossóis com as nuvens.

As nuvens precisam de "sementes" para crescer. Uma semente pode ser qualquer partícula minúscula em torno da qual as gotículas da nuvem se condensam. Aerossóis são perfeitos para semear nuvens, e com mais sementes, muitas pequenas gotas de nuvem substituem menos gotas grandes, que então refletem coletivamente mais luz e aumentam o efeito de resfriamento.

A equipe descobriu que em condições de fumaça, há quase o dobro de "sementes" por centímetro cúbico. Ao executar simulações de computador em diferentes condições, eles determinaram que no geral, "O efeito de semeadura está vencendo, "Diz Zhang. Então, ao contrário do entendimento de longa data, o efeito geral da fumaça pairando sobre as nuvens perto da África parece ser de resfriamento.

Zhang é rápido em apontar que esse resultado não é um argumento a favor de incêndios. "Os aerossóis são um fenômeno muito local, e eles também têm vida curta, " ele diz, então seus efeitos de resfriamento são de curta duração, também. “A vida útil do dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa, "que são liberados em abundância quando o material vegetal queima, "é centenas de anos."

O objetivo final da equipe é refinar os modelos climáticos globais, melhorando a forma como eles contabilizam as nuvens. O outro Ph.D. de Zhang aluno e outro co-autor, Zhifeng Yang, contribuiu para esse esforço ao analisar os dados coletados por um satélite que permanece no céu (em vez de orbitar a Terra) para obter uma noção mais precisa de como a cobertura de nuvens muda nos ciclos diários.

A próxima etapa é avaliar os modelos climáticos existentes em relação às novas descobertas da equipe. "Agora que sabemos que existem dois mecanismos concorrentes, e o efeito de semeadura está vencendo, podemos ver se os modelos climáticos consideram esses processos adequadamente quando prevêem o tempo e o clima nesta área, "explica Zhang.

Uma nova missão da NASA chamada PACE, com lançamento previsto para 2020, ajudará em seus esforços. Será capaz de detectar luz polarizada, além de tudo o que o LiDAR pode fazer. "Com o novo satélite, você pode ver as coisas de diferentes perspectivas, "diz Zhang, e desenvolver modelos tridimensionais das interações entre aerossóis e nuvens. "Esperançosamente, podemos olhar para este fenômeno ainda melhor."

Além da próxima missão da NASA, o que realmente empolga Zhang e sua equipe é a oportunidade de desempenhar um papel, garantindo que as comunidades ao redor do mundo tenham as melhores informações disponíveis enquanto se preparam para os efeitos da mudança climática.