Um novo estudo liderado pela NASA ajuda a responder a perguntas de décadas sobre o papel da fumaça e da poluição do ar causada pelo homem nas nuvens e na chuva. Olhando especificamente para nuvens convectivas profundas - nuvens altas como nuvens de tempestade, formado pela subida do ar quente - o estudo mostra que o ar enfumaçado torna mais difícil o crescimento dessas nuvens. Poluição, por outro lado, energiza seu crescimento, mas apenas se a poluição não for forte. A poluição extrema provavelmente interromperá o crescimento das nuvens.

Pesquisadores liderados pelo cientista Jonathan Jiang do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, usaram dados observacionais de dois satélites da NASA para investigar os efeitos da fumaça e de poluentes atmosféricos de origem humana em diferentes concentrações em nuvens convectivas profundas.

Os dois satélites - o Cloud-Aerosol Lidar e o Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) e o CloudSat - orbitaram na mesma pista com apenas alguns segundos de diferença de 2006 até este ano. CloudSat usa um radar para medir localizações e alturas de nuvem em todo o mundo, e CALIPSO usa um instrumento chamado lidar para medir a fumaça, pó, poluição e outras partículas microscópicas no ar, que são chamados coletivamente de aerossóis, nos mesmos locais quase ao mesmo tempo. Os conjuntos de dados combinados permitem que os cientistas estudem como as partículas de aerossol afetam as nuvens.

CALIPSO é capaz de classificar aerossóis em vários tipos, uma capacidade que foi aprimorada há dois anos, quando a equipe da missão CALIPSO desenvolveu técnicas aprimoradas de processamento de dados. Quase ao mesmo tempo, a equipe CloudSat também melhorou sua classificação dos tipos de nuvem. A equipe de Jiang sabia que essas melhorias tinham o potencial de esclarecer como os diferentes aerossóis afetam a capacidade de crescimento das nuvens. Ele e seus colegas demoraram cerca de dois anos para analisar os dois conjuntos de dados, escolher o melhor período de cinco anos e regiões da Terra para estudar, e fazer a análise.

As nuvens normalmente não podem se formar sem alguns aerossóis, porque o vapor de água no ar não se condensa facilmente em água líquida ou gelo, a menos que entre em contato com uma partícula de aerossol. Mas existem muitos tipos de aerossóis - não apenas os estudados aqui, mas também as cinzas vulcânicas, sal marinho e pólen, por exemplo, com uma ampla variedade de tamanhos, cores, localizações e outras características. Todas essas características afetam a maneira como os aerossóis interagem com as nuvens. Mesmo o mesmo tipo de aerossol pode ter diferentes efeitos em diferentes altitudes na atmosfera ou em diferentes concentrações de partículas.

Partículas de fumaça absorvem a radiação de calor emitida pelo solo. Isso aumenta a temperatura das partículas de fumaça, que pode então aquecer o ar. Ao mesmo tempo, eles bloqueiam a luz solar que entra, o que mantém o solo mais fresco. Isso reduz a diferença de temperatura entre o solo e o ar. Para as nuvens se formarem, o solo precisa ser mais quente e o ar mais frio para que a umidade do solo possa evaporar, sobe e se condensa mais alto na atmosfera. Ao reduzir a diferença de temperatura entre o solo e o ar, a fumaça suprime a formação e o crescimento de nuvens.

Aerossóis poluentes humanos, como sulfatos e nitratos, por outro lado, não absorva muita radiação de calor. Em concentrações moderadas, eles adicionam mais partículas à atmosfera para condensar a água, permitindo que as nuvens cresçam mais altas. Se a poluição for muito pesada, Contudo, o grande número de partículas no céu bloqueia a luz do sol - um efeito geralmente visível nas cidades mais poluídas do mundo. Isso esfria o solo assim como os aerossóis de fumaça, inibindo a formação de nuvens.

Os cientistas também estudaram os aerossóis de poeira e descobriram que suas características variavam tanto de um lugar para outro que podiam suprimir ou energizar a formação de nuvens. "É sobre a complexidade da cor e do tamanho da poeira, "Disse Jiang." A poeira do Saara pode ser mais leve, enquanto a poeira de um deserto asiático pode provavelmente ser mais escura. "Um cobertor de poeira de cor mais clara ou menor espalha a luz solar que entra, mas não aquece o ar. Partículas de poeira maiores ou mais escuras absorvem a luz solar e aquecem o ar.

O artigo da Nature Communications é intitulado "Efeitos de contraste em nuvens convectivas profundas por diferentes tipos de aerossóis."