O Ártico está esquentando duas ou três vezes mais rápido do que o resto do planeta. Este aquecimento amplificado é devido a vários fatores, mas a importância relativa de cada um ainda permanece obscura. "Nós sabemos, Contudo, que as nuvens podem desempenhar um papel importante, "diz Julia Schmale, um professor da EPFL que dirige o Laboratório de Pesquisa de Ambientes Extremos e detém a cadeira Ingvar Kamprad. "Ao refletir os raios do sol de volta para o espaço ou prender o calor perto da superfície da Terra como um cobertor, as nuvens ajudam a resfriar ou aquecer o planeta. "

Schmale - junto com cientistas do Laboratório de Química Atmosférica do Instituto Paul Scherrer e do Departamento de Ciência Ambiental da Universidade de Estocolmo e do Centro Bolin de Pesquisa Climática - passou várias semanas coletando dados perto do Pólo Norte em agosto e setembro de 2018, como parte da expedição sueca-EUA Arctic Ocean 2018 a bordo do navio quebra-gelo sueco Oden. Os cientistas mediram as propriedades químicas e físicas das moléculas atmosféricas e partículas de aerossol para entender melhor as condições que levam à formação de nuvens.

Como os aerossóis são formados no Ártico

"Um dos nossos objetivos era investigar como novas partículas de aerossol poderiam se formar na atmosfera do Ártico, "diz Andrea Baccarini, um Ph.D. aluno do Instituto Paul Scherrer e agora colaborador científico do Laboratório de Pesquisa de Ambientes Extremos. "Nas condições certas, moléculas de gás condensam-se em pequenos grupos que podem crescer, eventualmente formando aerossóis. "Se esses aerossóis crescerem apenas um pouco, eles podem funcionar como núcleos de condensação de nuvem, que são essenciais para a formação de nuvens.

No verão e outono árticos, a concentração de aerossóis é extremamente baixa. "A contribuição dos aerossóis recém-formados pode ser extremamente importante e mesmo uma pequena mudança na concentração do aerossol no alto Ártico pode ter um grande impacto na formação de nuvens ou alterar as propriedades radiativas das nuvens, ", diz Baccarini. Também não está claro a importância dos processos de aerossol locais para a formação de nuvens em comparação com o transporte regional ou de longo alcance, por exemplo. “Com esta expedição, poderíamos investigar as fontes exatas de partículas de aerossol que são necessárias para formar nuvens ", acrescenta Paul Zieger, um professor assistente na Universidade de Estocolmo que liderou o projeto de pesquisa sobre os processos de nuvem de aerossóis da expedição de 2018.

O ácido iódico aparece no início do outono

A equipe de pesquisa descobriu que o ácido iódico, um composto químico que não havia sido observado anteriormente na região, desencadeia a formação de novos aerossóis entre o final do verão e o início do outono. "Há menos gelo no Ártico no final do verão, muita água aberta e a concentração de ácido iódico é muito baixa nesse ponto, "diz Schmale." Perto do final de agosto, a temperatura cai e a água começa a congelar, marcando o início do chamado período de congelamento. É quando a concentração de ácido iódico aumenta drasticamente, levando a novos eventos frequentes de formação de partículas de aerossol. "

A equipe desenvolveu um modelo simples para explicar a variabilidade do ácido iódico na atmosfera, que depende em grande parte das condições meteorológicas locais. Eles também foram capazes de descrever toda a cadeia de eventos que vai desde a formação de novas partículas até as nuvens, da molécula de gás que inicialmente cria uma partícula para a formação de núcleos de condensação de nuvem. "Observar e descrever este processo em condições do mundo real foi uma oportunidade extremamente rara, "diz Schmale.

Suas descobertas, publicado recentemente em Nature Communications , fornecem uma maior visão sobre o papel dos processos biogeoquímicos para a formação de nuvens sobre a camada de gelo do Ártico e, potencialmente, também para o aquecimento do Ártico.