O quanto nosso mundo aquecerá neste século depende das ações que tomaremos nas próximas décadas. A fim de manter o aumento da temperatura global abaixo de 1,5 ° C e evitar níveis perigosos de aquecimento, os governos precisam saber quanto carbono podem emitir, e em que prazo.

Mas os modelos climáticos atuais não concordam sobre onde fica esse limite. Em uma nova pesquisa, descobrimos uma das razões pelas quais existe uma gama tão grande de estimativas de quanto carbono pode ser emitido com segurança:o comportamento incerto das nuvens. Em alguns modelos climáticos, nuvens amplificam fortemente o aquecimento. Em outros, têm um efeito neutro ou mesmo amortecem ligeiramente o aquecimento. Então, por que as nuvens provavelmente desempenham um papel tão importante na decisão de nosso destino?

Projeções por modelos climáticos normalmente revelam temperaturas globais aumentando quase em conjunto com a quantidade total de carbono emitido ao longo do tempo. Isso é representado pela linha preta no gráfico abaixo. Para evitar exceder um certo nível de aquecimento, o mundo precisa limitar a quantidade de carbono emitida para que permaneça dentro de um certo orçamento de carbono. Em modelos climáticos onde as nuvens amplificam o aquecimento, este orçamento de carbono é menor (linha tracejada vermelha e seta). Onde as nuvens têm um efeito quase neutro ou amortecedor, o orçamento de carbono é maior (linha tracejada azul e seta).

Orçamentos de carbono remanescentes nas projeções do modelo climático

Por que as nuvens são tão importantes?

As nuvens podem funcionar como um guarda-sol, resfriar a Terra refletindo a luz do sol da superfície do planeta e de volta ao espaço. Mas eles também podem agir como um cobertor isolante, aquecer a Terra, evitando que parte do calor de nossa atmosfera escape para o espaço como radiação infravermelha. Este efeito de "manta" é particularmente notável durante o inverno, quando as noites nubladas são normalmente muito mais quentes do que as sem nuvens.

Qual desses dois efeitos domina - guarda-sol ou cobertor - depende da altitude e da espessura das nuvens. Como uma regra geral, quanto mais alta uma nuvem, mais eficaz é para evitar que o calor escape para o espaço. Quanto mais espessa for uma nuvem, melhor será para refletir a luz do sol da superfície da Terra.

Alto, nuvens finas deixam a luz do sol passar, evitando efetivamente que o calor escape para o espaço como radiação infravermelha, proporcionando um efeito de aquecimento líquido. Baixo, nuvens grossas refletem fortemente a luz do sol, embora tenha pouco impacto na radiação infravermelha que escapa para o espaço, criando um efeito de resfriamento líquido.

Como a atmosfera contém muito mais baixa, nuvens espessas do que altas, nuvens finas, o efeito de guarda-sol domina e nosso planeta seria muito mais quente se as nuvens não existissem.

As nuvens estão mudando

Espera-se que o aquecimento global cause mudanças na quantidade de cobertura de nuvens, e a altura e espessura dessas nuvens no futuro, alterando o equilíbrio entre os efeitos do guarda-sol e do cobertor das nuvens. O efeito indireto que isso terá sobre a temperatura é conhecido como feedback de nuvem. As projeções das mudanças climáticas não podem ignorar o feedback da nuvem, já que mesmo mudanças relativamente pequenas nas propriedades das nuvens podem ter implicações significativas para a temperatura global.

Para prever como as nuvens mudarão no futuro, nossa pesquisa combina evidências de observações e modelos climáticos com compreensão teórica da física das nuvens. Tomados em conjunto, isso nos diz que as nuvens têm mais probabilidade de amplificar o aquecimento global do que de amortecê-lo por duas razões.

Primeiro, a cobertura de nuvens baixas deverá diminuir nos trópicos com o aumento das temperaturas globais, reduzindo seu efeito de guarda-sol. Segundo, é bem entendido que as nuvens altas se moverão para regiões superiores da atmosfera à medida que aquece, tornando-os cobertores mais eficazes. Esses efeitos de aquecimento podem ser ligeiramente mitigados por um aumento na espessura das nuvens apenas em latitudes elevadas, particularmente sobre o Oceano Antártico ao redor da Antártica, mas isso não cancelará o efeito de aquecimento geral.

Embora saibamos que as nuvens provavelmente amplificarão o aquecimento global, ainda há muita incerteza sobre a intensidade desse efeito. Aqui, os modelos climáticos são de pouca ajuda, já que eles só podem simular as propriedades do volume da atmosfera em escalas de dezenas de quilômetros e várias horas. Pequenas gotículas de nuvem se formam e evaporam em minutos. Os modelos perdem esses detalhes em pequena escala, mas eles são necessários para previsões precisas.

Os modelos climáticos têm que recorrer a simplificações para representar as nuvens, que introduz erro. À medida que diferentes modelos fazem diferentes simplificações em sua representação dos processos de nuvem, eles também fazem previsões diferentes do feedback da nuvem, o que resulta em uma série de projeções de aquecimento global e diferenças em nosso orçamento de carbono remanescente. Para um determinado cenário futuro de emissões de carbono, as nuvens são o fator mais importante por trás das diferenças no aquecimento futuro previsto entre os modelos.

Devemos nos preocupar?

Sensibilidade ao clima, a quantidade de aquecimento global de longo prazo esperado se dobrarmos a quantidade de carbono na atmosfera, está atualmente estimado entre 1,5 ° e 4,5 ° C. As consequências desse nível de aquecimento já são preocupantes, mas vários novos modelos climáticos atualmente em desenvolvimento por pesquisadores líderes mundiais estão projetando um aquecimento superior a 5 ° C. Esses novos modelos também apresentam uma representação aprimorada de processos em nuvem, então isso parece sugerir que o aquecimento global pode ser ainda pior do que pensávamos.

Agradecidamente, existem projeções alternativas que apontam para um aquecimento mais moderado. Os mesmos modelos com o maior aquecimento de longo prazo também superestimaram as tendências de aquecimento já observadas. Enquanto isso, esforços adicionais de pesquisa estão em andamento para definir o papel das nuvens na sensibilidade ao clima.

É claro que nosso planeta continuará aquecendo à medida que continuarmos emitindo carbono na atmosfera. Mas por quanto permanecerá escrito nas nuvens.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.