p Novos resultados de um estudo atmosférico sobre o Atlântico Norte Oriental revelam que minúsculas partículas de aerossol que semeiam a formação de nuvens podem se formar do nada sobre o oceano aberto. Esta "nova formação de partículas" ocorre quando a luz solar reage com moléculas de gases residuais na camada limite marinha, a atmosfera dentro de aproximadamente o primeiro quilômetro acima da superfície da Terra. As evidências, publicado no jornal Nature Communications , vai melhorar a forma como os aerossóis e as nuvens são representados em modelos que descrevem o clima da Terra para que os cientistas possam entender como as partículas - e os processos que as controlam - podem ter afetado o passado e o presente do planeta, e fazer melhores previsões sobre o futuro. p "Quando dizemos 'formação de novas partículas, 'estamos falando sobre moléculas de gás individuais, às vezes, apenas alguns átomos de tamanho, reagindo com a luz do sol, "disse o co-autor do estudo Chongai Kuang, membro do Departamento de Ciências Ambientais e Climáticas do Laboratório Nacional Brookhaven do Departamento de Energia dos EUA. "É interessante pensar sobre como algo dessa escala pode ter um impacto tão grande em nosso clima - em quanta energia é refletida ou presa em nossa atmosfera, " ele disse.

p Mas modelar os detalhes de como as partículas de aerossol se formam e crescem, e como as moléculas de água se condensam nelas para se tornarem gotículas e nuvens, ao mesmo tempo que leva em consideração como as diferentes propriedades do aerossol (por exemplo, o tamanho deles, número, e distribuição espacial) afetar esses processos é extremamente complexo - especialmente se você não sabe de onde vêm todos os aerossóis. Assim, uma equipe de cientistas de Brookhaven e colaboradores em pesquisas atmosféricas ao redor do mundo começou a coletar dados em um ambiente oceânico relativamente intocado. Nesse cenário, eles esperavam que a concentração de gases residuais fosse baixa e a formação de nuvens particularmente sensível às propriedades do aerossol - um 'laboratório' ideal para desemaranhar as complexas interações.

p "Este foi um experimento que realmente aproveitou a experiência ampla e colaborativa em Brookhaven em observações de aerossóis e nuvens, "Kuang disse. Três dos pesquisadores principais - os autores principais Guangjie Zheng e Yang Wang, e Jian Wang, investigador principal da campanha de Experimentos de Aerossol e Nuvem no Atlântico Norte Oriental (ACE-ENA) - começou seu envolvimento com o projeto enquanto trabalhava em Brookhaven e manteve-se como um colaborador próximo do Laboratório desde que se mudou para a Universidade de Washington em St. Louis em 2018.

p Terra e mar

p O estudo utilizou uma estação de amostragem terrestre de longa duração na Ilha da Graciosa, nos Açores (um arquipélago 850 milhas a oeste de Portugal continental) e uma aeronave Gulfstream-1 equipada com 55 sistemas de instrumentos atmosféricos para fazer medições a diferentes altitudes sobre o ilha e no mar. Tanto a estação terrestre quanto a aeronave pertencem às instalações do usuário de Medição de Radiação Atmosférica (ARM) do DOE Office of Science, gerido e operado por um consórcio de nove laboratórios nacionais do DOE.

p A equipe pilotou a aeronave em "voos de toninhas, "subindo e descendo pela camada limite para obter perfis verticais das partículas e moléculas de gás precursor presentes em diferentes altitudes. E eles coordenaram esses voos com medições feitas na estação terrestre.

p Os cientistas não esperavam que ocorresse a formação de novas partículas na camada limite deste ambiente porque esperavam que a concentração dos gases-traço precursores críticos fosse muito baixa.

p "Mas havia partículas que medimos na superfície que eram maiores do que as partículas recém-formadas, e nós simplesmente não sabíamos de onde eles vieram, "Kuang disse.

p As medidas da aeronave deram-lhes a resposta.

p "Esta aeronave tinha padrões de voo muito específicos durante a campanha de medição, "Kuang disse." Eles viram evidências de que a formação de novas partículas estava acontecendo no alto - não na superfície, mas na camada limite superior. "As evidências incluíram uma combinação de elevadas concentrações de pequenas partículas, baixas concentrações de área de superfície de aerossol pré-existente, e sinais claros de que gases-traço reativos, como o sulfeto de dimetila, estavam sendo transportados verticalmente - junto com as condições atmosféricas favoráveis ​​para que esses gases reagissem com a luz do sol.

p "Então, uma vez que essas partículas de aerossol se formam, eles atraem moléculas de gás adicionais, que condensam e fazem com que as partículas cresçam até cerca de 80-90 nanômetros de diâmetro. Essas partículas maiores são transportadas para baixo - e é isso que estamos medindo na superfície, "Kuang disse.

p "As medições da superfície mais as medições da aeronave nos dão uma noção espacial realmente boa dos processos de aerossol que estão acontecendo, " ele notou.

p Com um certo tamanho, as partículas crescem o suficiente para atrair vapor de água, que se condensa para formar gotículas de nuvem, e eventualmente nuvens.

p Tanto as partículas individuais de aerossol suspensas na atmosfera quanto as nuvens que elas formam podem refletir e / ou absorver a luz do sol e afetar a temperatura da Terra, Kuang explicou.

p Implicações do estudo

p Agora que os cientistas sabem que novas partículas de aerossol estão se formando sobre o oceano aberto, o que eles podem fazer com essa informação?

p "Vamos pegar esse conhecimento do que está acontecendo e garantir que esse processo seja capturado em simulações do sistema climático da Terra, "Kuang disse.

p Outra questão importante:"Se este é um ambiente tão limpo, então, de onde vêm todos esses gases precursores? ", perguntou Kuang." Existem alguns gases precursores importantes gerados pela atividade biológica no oceano (por exemplo, sulfeto de dimetila) que também pode levar à formação de novas partículas. Esse pode ser um bom estudo complementar a este - explorar essas fontes. "

p Compreendendo o destino dos gases biogênicos, como o sulfeto de dimetila, que é uma fonte muito importante de enxofre na atmosfera, é a chave para melhorar a capacidade dos cientistas de prever como as mudanças na produtividade dos oceanos afetarão a formação de aerossóis e, por extensão, clima.