A pesquisa de radônio leva a uma nova técnica para melhorar os modelos climáticos globais
p A estação Jang Bogo operada pelo Instituto de Pesquisa Polar da Coreia, onde existe um detector de radônio construído e instalado pela ANSTO. Crédito:ANSTO
p Uma investigação que se propôs a resolver algumas das incertezas nas fontes e quantidades de poluentes que chegam à Antártica produziu uma nova técnica experimental para identificar e caracterizar o ar recentemente influenciado pela terra que chega à Antártica. p O estudo, que foi publicado no
Journal of Geophysical Research :Atmosferas, foi realizado em colaboração com o Instituto de Pesquisa Polar da Coreia, Universidade de Bolonha, e o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais do Brasil, e foi financiado em parte pela Fundação Austrália-Coréia.
p A pesquisa na Antártica oferece oportunidades para compreender as mudanças de longo prazo no clima global e obter uma melhor compreensão da circulação atmosférica em escalas hemisférica e global.
p O estudo baseou-se em medições de radônio coletadas usando detectores de radônio de dois filtros de circuito duplo, feito e instalado pela ANSTO, que estavam localizadas em duas estações coreanas na Antártica. Os detectores são considerados os melhores do mundo.
p O radônio fornece evidências inequívocas de influências terrestres nas massas de ar nas últimas duas a três semanas.
p "Nossos colegas do Instituto de Pesquisa Polar coreano queriam saber mais sobre a poluição que chega à Antártica, "disse o autor principal, Dr. Scott Chambers (abaixo, à direita).
p "Eles estavam procurando os tipos de poluição que chegam lá, de onde vem, como se dilui na viagem e quanto se perde na mistura e na difusão ”.
p O Instituto de Pesquisa Polar da Coreia opera duas bases onde medem as concentrações de radônio, gases traço, e aerossóis, a nova estação Jang Bogo em Terra Nova Bay a uma latitude de 75 graus ao sul, e na estação King Sejong na Ilha King George a 62 graus ao sul.
p As concentrações de radônio da estação Jang Bogo foram sujeitas a ventos catabáticos (alimentados por subsidência troposférica), bem como as emissões das Montanhas Transantárticas e vulcões próximos, enquanto as concentrações de radônio da estação King Sejong eram mais características das condições marinhas "básicas".
p Essa diferença levou Chambers e seus colegas a investigar mais para garantir a eficácia do uso do radônio como um traçador atmosférico de influência terrestre recente.
p "Eu estava curioso para saber quanta variabilidade havia nos poluentes antropogênicos que chegavam à Antártica através de diferentes partes da atmosfera."
p O transporte atmosférico da poluição para a Antártica ocorre em duas camadas:a camada limite marinha e a troposfera; cada um dos quais é influenciado por diferentes processos.
p Os eventos climáticos sinóticos transportam muita poluição dentro da camada limite, que se estende de um a um quilômetro e meio sobre a terra e 400 a 600 metros sobre o oceano.
p Eventos de convecção e frentes frias, por outro lado, pode elevar poluentes de perto da superfície para a troposfera, onde podem ser transportados por outros mecanismos. Em casos extremos, a poluição também pode atingir a estratosfera.
p Distribuições da concentração de radônio para as massas de ar que chegam às estações a) King Sejong eb) Jang Bogo. Os dados em a) 1 capturam as condições da linha de base eb) 3 representa a distribuição estreita das massas de ar devido aos fluxos catabáticos. Crédito:Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO)
p A maior parte da poluição que atinge a Antártica, seja dentro da camada limite marinha ou na troposfera, vem das regiões do hemisfério sul. Contudo, uma pequena porcentagem dos poluentes do hemisfério norte também chega à Antártica após o transporte dentro da estratosfera.
p As leituras de radônio na Antártica podem ser complicadas por fluxos catabáticos que são causados pelas influências combinadas de temperaturas frias da superfície e alta elevação da massa de terra continental e do manto de gelo.
p Estação Jang Bogo, em Terra Nova Bay, está situado em local costeiro onde está sujeito a fluxos catabáticos. Perto deste local, a elevação do terreno muda do nível do mar para mais de 3, 000 metros a uma distância inferior a 100 km.
p A sotavento da cordilheira, uma corrente de ar muito frio, que esfriou sobre o planalto elevado e congelado do interior da Antártica Oriental vem voando para baixo.
p "Se você está sugando o ar da plataforma antártica, tem que ser substituído de algum lugar e vem da troposfera ou da estratosfera, "disse Chambers.
p "Eu estava olhando para eventos de vento descendente e percebi que os fluxos catabáticos em particular, períodos de vento que acontecem entre a meia-noite e o nascer do sol, são muito mais frios e secos do que o ar que foi sinopticamente forçado sobre o continente Antártico. "
p Chambers supôs que, se você medir em locais costeiros da Antártica Oriental, onde o interior tem grande elevação, as observações de umidade podem ser usadas para separar a camada limite e as massas de ar troposférico, e as observações de radônio podem então ser usadas para "classificar" essas categorias de acordo com o tempo desde o último contato com a terra, onde reside a maioria das fontes de poluição.
p “As informações meteorológicas podem distinguir entre os mecanismos de transporte da poluição, e as observações de radônio podem ser usadas para classificar cada parcela de ar com um "potencial de poluição" - o tempo desde o último contato com a terra. "
p "Embora nem todo o ar que esteve sobre o oceano por muito tempo seja limpo, estudos anteriores mostraram que o ar que esteve longe da terra por mais tempo (as menores concentrações de radônio), fornece as melhores estimativas das condições de 'linha de base' (ar limpo) para investigações globais de gases de efeito estufa. "
p "Esta recém-descoberta capacidade experimental de simplesmente identificar eventos de subsidência troposférica, e, posteriormente, caracterizar a extensão do contato recente com a terra, fornece informações cruciais sobre os mecanismos de transporte atmosférico do hemisfério sul e escalas de tempo.
p A fidelidade dos modelos climáticos globais dita a precisão de nossas previsões climáticas. Portanto, é muito importante melhorar continuamente os parâmetros que descrevem o sistema e determinam seu transporte e mistura.
p O custo e a carga logística significativa associada às medições na Antártica e no remoto Oceano Antártico limita o número de observações que podem ser feitas nesta importante parte do mundo.
p Também é importante deixar a região o mais intocada possível. Precisamos trabalhar de maneira mais inteligente, não mais difícil, com o número limitado de estações de observação disponíveis para garantir que possamos obter o máximo valor delas. Traçadores radioativos naturais, como o Radon-222, são uma parte importante do kit de ferramentas necessário para esta tarefa, e com isso a ANSTO está atualmente liderando o caminho, "disse Chambers.
p Enquanto o estudo inicial de Chambers foi focado apenas em medições de radônio, desde então, ele demonstrou que a técnica de análise pode ser aplicada para caracterizar as concentrações de outros gases, como metano, CO2, ozônio ou mercúrio, separadamente dentro da troposfera antártica e da camada limite marinha.
p "Colegas da Europa e dos Estados Unidos ofereceram conjuntos de dados porque estão interessados em avaliar a influência de diferentes processos de transporte e restringir melhor a ciclagem química na costa da Antártica e no planalto antártico."