Uma nova pesquisa de Glenn Wolfe da UMBC e colaboradores está moldando como os cientistas entendem o destino do metano, um potente gás de efeito estufa, na atmosfera da Terra.

Dos gases de efeito estufa, o metano tem o terceiro maior efeito geral sobre o clima, depois do dióxido de carbono e do vapor d'água. E quanto mais tempo permanece na atmosfera, quanto mais calor ele retém. É por isso que é essencial que os modelos climáticos representem adequadamente quanto tempo o metano dura antes de se decompor. Isso acontece quando uma molécula de metano reage com um radical hidroxila - um átomo de oxigênio ligado a um átomo de hidrogênio, representado como OH —- em um processo denominado oxidação. Os radicais hidroxila também destroem outros poluentes atmosféricos perigosos.

"OH é realmente o agente oxidante mais central na baixa atmosfera. Ele controla a vida útil de quase todos os gases reativos, "explica Wolfe, professor assistente de pesquisa no Joint Center for Earth Systems Technology da UMBC. Contudo, "globalmente, não temos como medir diretamente o OH. "Mais do que isso, é bem conhecido que os modelos climáticos atuais lutam para simular o OH com precisão. Com os métodos existentes, os cientistas podem inferir OH em uma escala grosseira, mas há poucas informações sobre onde, quando, e por que de variações em OH.

Nova pesquisa publicada em Proceedings of the National Academy of Sciences e liderado por Wolfe coloca os cientistas no caminho para mudar isso. Wolfe e colegas desenvolveram uma maneira única de inferir como as concentrações globais de OH variam ao longo do tempo e em diferentes regiões. Uma melhor compreensão dos níveis de OH pode ajudar os cientistas a entender quanto dos altos e baixos nos níveis globais de metano são devidos às mudanças nas emissões, como da produção de petróleo e gás natural ou pântanos, versus ser causado pela mudança dos níveis de OH.

Um laboratório voador

Os satélites da NASA medem as concentrações atmosféricas de formaldeído há mais de 15 anos. A nova pesquisa de Wolfe se baseia nesses dados, além de novas observações coletadas durante a recente missão de tomografia atmosférica (ATom) da NASA. ATom voou quatro circuitos ao redor do mundo, amostragem de ar com o auxílio de uma aeronave de pesquisa da NASA.

Este "laboratório voador, "como Wolfe descreve, dados coletados sobre o formaldeído atmosférico e os níveis de OH que ilustram uma relação extremamente simples entre os dois gases. Isso não surpreendeu os cientistas, porque o formaldeído é um subproduto principal da oxidação do metano, mas este estudo fornece a primeira observação concreta da correlação entre formaldeído e OH. Os resultados também mostraram que as concentrações de formaldeído no plano medido são consistentes com as medidas pelos satélites. Isso permitirá que a equipe de Wolfe e outros usem os dados de satélite existentes para inferir os níveis de OH na maior parte da atmosfera.

"Portanto, as medições aerotransportadas fornecem uma verdade básica de que essa relação existe, "Wolfe diz, "e as medições de satélite permitem que você estenda essa relação ao redor do globo."

Wolfe, Contudo, é o primeiro a reconhecer que o trabalho para melhorar os modelos globais está longe de terminar. O avião mediu os níveis de OH e formaldeído sobre o oceano aberto, onde a química do ar é relativamente simples. Seria mais complicado em uma floresta, e ainda mais sobre uma cidade.

Embora a relação que os pesquisadores determinaram forneça uma base sólida, como a maior parte do ar da Terra, na verdade, flutuar sobre os oceanos, mais trabalho é necessário para ver como os níveis de OH diferem em ambientes mais complexos. Potencialmente, dados diferentes dos satélites existentes da NASA, como aqueles que rastreiam as emissões de áreas urbanas ou incêndios florestais, Poderia ajudar.

Wolfe espera continuar refinando este trabalho, que ele diz estar "no nexo das comunidades de química e de pesquisa climática. E eles estão muito interessados ​​em acertar no OH".

Fazendo certo

O estudo atual considerou variações sazonais em OH, analisando medições feitas em fevereiro e agosto. "A sazonalidade é um aspecto importante deste estudo, "Wolfe diz, "porque a latitude onde OH está em seu máximo se move." Considerando as mudanças sazonais nas concentrações de OH, ou mesmo mudanças de vários anos causadas por fenômenos como El Niño e La Niña, pode ser um ângulo a explorar ao tentar melhorar os modelos climáticos globais.

Uma análise mais aprofundada dos níveis de OH em escala global usando dados de satélite validados por dados de aviões também pode ajudar os cientistas a refinar seus modelos. "Você pode usar a variabilidade espacial e a sazonalidade para entender no nível do processo o que está impulsionando o OH, e pergunte se o modelo acertou ou não, "Wolfe diz." A ideia é ser capaz de explorar todos esses recursos, onde não tínhamos dados para fazer isso antes. "

Esta nova pesquisa é um passo na jornada para melhorar nossa compreensão do clima global, mesmo quando está mudando rapidamente. Entendendo com mais precisão como, por exemplo, cortar as emissões de metano afetaria o clima, e com que rapidez, poderia até influenciar as decisões políticas.

"Não é perfeito. Precisa ser corrigido, "Wolfe diz." Mas o potencial existe. "