Como o mundo pode combater o aumento contínuo das temperaturas globais? Que tal proteger a Terra de uma parte do calor do Sol, injetando na estratosfera aerossóis reflexivos? Afinal, vulcões fazem essencialmente a mesma coisa, embora em suma, explosões dramáticas:quando um Vesúvio entra em erupção, ele lança cinzas finas na atmosfera, onde as partículas podem permanecer como uma espécie de cobertura de nuvens, refletindo a radiação solar de volta para o espaço e resfriando temporariamente o planeta.

Alguns pesquisadores estão explorando propostas para criar efeitos semelhantes, por exemplo, lançando aerossóis reflexivos na estratosfera - via aviões, balões, e até mesmo dirigíveis - para bloquear o calor do sol e neutralizar o aquecimento global. Mas esses esquemas de geoengenharia solar, como são conhecidos, poderia ter outros efeitos duradouros no clima.

Agora, os cientistas do MIT descobriram que a geoengenharia solar mudaria significativamente os rastros de tempestades extratropicais - as zonas nas latitudes médias e altas onde as tempestades se formam durante o ano todo e são dirigidas pela corrente de jato que atravessa os oceanos e a terra. Trilhas extratropicais de tempestades dão origem a ciclones extratropicais, e não seus primos tropicais, furacões. A força dos rastros de tempestades extratropicais determina a gravidade e a frequência das tempestades como as do nordeste nos Estados Unidos.

A equipe considerou um cenário idealizado em que a radiação solar fosse refletida o suficiente para compensar o aquecimento que ocorreria se o dióxido de carbono quadruplicasse em concentração. Em uma série de modelos climáticos globais neste cenário, a força dos rastros da tempestade nos hemisférios norte e sul enfraqueceu significativamente em resposta.

Trilhas de tempestade enfraquecidas significariam tempestades de inverno menos poderosas, mas a equipe avisa que rastros de tempestade mais fracos também levam a condições de estagnação, particularmente no verão, e menos vento para limpar a poluição do ar. Mudanças nos ventos também podem afetar a circulação das águas do oceano e, por sua vez, a estabilidade das camadas de gelo.

“Cerca de metade da população mundial vive em regiões extratropicais, onde as trilhas das tempestades dominam o clima, "diz Charles Gertler, um estudante de pós-graduação no Departamento da Terra do MIT, Ciências Atmosféricas e Planetárias (EAPS). "Nossos resultados mostram que a geoengenharia solar não irá simplesmente reverter as mudanças climáticas. tem o potencial de induzir mudanças climáticas inovadoras. "

Gertler e seus colegas publicaram seus resultados esta semana no jornal Cartas de pesquisa geofísica . Os co-autores incluem o professor Paul O'Gorman da EAPS, junto com Ben Kravitz da Indiana State University, John Moore, da Universidade Normal de Pequim, Steven Phipps, da Universidade da Tasmânia, e Shingo Watanabe da Agência Japonesa para Ciência e Tecnologia da Terra Marinha

Uma foto não tão ensolarada

Os cientistas já modelaram como seria o clima da Terra se cenários de geoengenharia solar funcionassem em escala global, com resultados mistos. Por um lado, pulverizar aerossóis na estratosfera reduziria a entrada de calor solar e, até certo ponto, neutralizar o aquecimento causado pelas emissões de dióxido de carbono. Por outro lado, esse resfriamento do planeta não impediria outros efeitos induzidos pelos gases de efeito estufa, como reduções regionais de chuvas e acidificação dos oceanos.

Também houve sinais de que a redução intencional da radiação solar diminuiria a diferença de temperatura entre o equador e os pólos da Terra ou, no jargão do clima, enfraquecem o gradiente de temperatura meridional do planeta, resfriar o equador enquanto os pólos continuam a aquecer. Essa última consequência foi especialmente intrigante para Gertler e O'Gorman.

"Rastros de tempestade se alimentam de gradientes de temperatura meridional, e rastros de tempestades são interessantes porque nos ajudam a entender os extremos do clima, "Gertler diz." Então, estávamos interessados ​​em como a geoengenharia afeta os rastros das tempestades. "

A equipe analisou como os rastros de tempestades extratropicais podem mudar em um cenário de geoengenharia solar conhecido pelos cientistas do clima como experimento G1 do Projeto Intercomparação de Modelo de Geoengenharia (GeoMIP), um projeto que fornece vários cenários de geoengenharia para os cientistas executarem em modelos climáticos para avaliar seus vários efeitos climáticos.

O experimento G1 assume um cenário idealizado no qual um esquema de geoengenharia solar bloqueia radiação solar suficiente para contrabalançar o aquecimento que ocorreria se as concentrações de dióxido de carbono quadruplicassem.

Os pesquisadores usaram resultados de vários modelos climáticos avançados no tempo sob as condições do experimento G1. Eles também usaram os resultados de um cenário de geoengenharia mais sofisticado, com a duplicação das concentrações de dióxido de carbono e aerossóis injetados na estratosfera em mais de uma latitude. Em cada modelo, eles registraram a mudança diária na pressão do ar ao nível do mar em vários locais ao longo dos rastros da tempestade. Essas mudanças refletem a passagem das tempestades e medem a energia de uma trilha de tempestade.

"Se olharmos para a variação da pressão ao nível do mar, temos uma noção de quantas vezes e com que força os ciclones passam sobre cada área, "Gertler explica." Em seguida, calculamos a média da variância em toda a região extratropical, para obter um valor médio da resistência da trilha de tempestade para os hemisférios norte e sul. "

Um contrapeso imperfeito

Seus resultados, em todos os modelos climáticos, mostraram que a geoengenharia solar enfraqueceria os rastros de tempestades nos hemisférios norte e sul. Dependendo do cenário que eles consideraram, a trilha da tempestade no hemisfério norte seria 5 a 17% mais fraca do que é hoje.

"Uma trilha de tempestade enfraquecida, em ambos os hemisférios, significaria tempestades de inverno mais fracas, mas também levaria a um clima mais estagnado, o que pode afetar as ondas de calor, "Gertler diz." Em todas as estações, isso pode afetar a ventilação da poluição do ar. Também pode contribuir para o enfraquecimento do ciclo hidrológico, com reduções regionais nas chuvas. Estas mudanças não são boas, em comparação com um clima de linha de base ao qual estamos acostumados. "

Os pesquisadores estavam curiosos para ver como as mesmas trilhas de tempestade responderiam apenas ao aquecimento global, sem a adição de geoengenharia social, então eles executaram os modelos climáticos novamente em vários cenários apenas de aquecimento. Surpreendentemente, eles descobriram isso, no hemisfério norte, o aquecimento global também enfraqueceria as trilhas das tempestades, pela mesma magnitude que com a adição da geoengenharia solar. Isso sugere geoengenharia solar, e esforços para resfriar a Terra reduzindo o calor que entra, não faria muito para alterar os efeitos do aquecimento global, pelo menos em rastros de tempestade - um resultado intrigante que os pesquisadores não têm certeza de como explicar.

No hemisfério sul, há uma história ligeiramente diferente. Eles descobriram que o aquecimento global por si só fortaleceria as trilhas de tempestades lá, considerando que a adição de geoengenharia solar impediria esse fortalecimento, e ainda mais, enfraqueceria os rastros da tempestade ali.

"No hemisfério sul, os ventos impulsionam a circulação do oceano, que por sua vez pode afetar a absorção de dióxido de carbono, e a estabilidade do manto de gelo da Antártica, "O'Gorman acrescenta." Portanto, a forma como os rastros das tempestades mudam no hemisfério sul é muito importante. "

A equipe também observou que o enfraquecimento dos rastros de tempestade estava fortemente relacionado com as mudanças de temperatura e umidade. Especificamente, os modelos climáticos mostraram que, em resposta à redução da radiação solar incidente, o equador esfriou significativamente à medida que os pólos continuaram a aquecer. Este gradiente de temperatura reduzido parece ser suficiente para explicar o enfraquecimento dos rastros da tempestade - um resultado que o grupo é o primeiro a demonstrar.

"Este trabalho destaca que a geoengenharia solar não está revertendo as mudanças climáticas, mas está substituindo um estado climático sem precedentes por outro, "Gertler diz." Refletir a luz do sol não é um contrapeso perfeito para o efeito estufa. "

O'Gorman acrescenta:"Existem várias razões para evitar isso, e em vez de favorecer a redução das emissões de CO ₂ e outros gases de efeito estufa. "

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.