As regiões ventosas no alto da atmosfera podem transportar poluentes como poeira ou fuligem por milhares de quilômetros ao redor do mundo e atrapalhar a vida cotidiana de milhares de pessoas.

Verão passado, "Godzilla" veio para o Caribe e a Costa do Golfo dos Estados Unidos. Este monstro em particular não era da variedade de ficção científica, mas, em vez, uma enorme tempestade de poeira levantada pelos ventos do Deserto do Saara e carregou um oceano para longe. A tempestade de poeira foi um exemplo extremo de um fenômeno que acontece regularmente:o transporte global de poeira, fuligem, e outras partículas transportadas pelo ar, conhecidos coletivamente como aerossóis, por jatos de ventos na atmosfera. O resultado é a formação dos chamados rios atmosféricos de aerossóis.

Compreender melhor como essas partículas são transportadas ao redor do globo é importante porque certos aerossóis podem nutrir o solo da floresta tropical, ajudar ou impedir a formação de nuvens, reduzir a visibilidade, ou afetam a qualidade do ar - o que pode afetar a saúde humana. Mas os estudos de transporte de aerossol tendem a se concentrar em eventos únicos em uma parte específica do mundo. Não havia realmente uma maneira de olhar para eles de uma forma holística, forma global.

Em um primeiro, um estudo recente publicado na revista Cartas de pesquisa geofísica faz exatamente isso. Cinco tipos de aerossóis são de particular interesse para os pesquisadores:poeira, dois tipos de partículas de carbono (fuligem e carbono orgânico), sulfato (emitido durante eventos como erupções vulcânicas ou a queima de combustíveis fósseis), e sal marinho. Os autores identificaram onde os rios atmosféricos de aerossóis tendem a ocorrer e com que frequência eventos extremos, semelhante à tempestade de poeira Godzilla, acontecem todos os anos. Para fazer isso, eles pegaram um programa de computador que desenvolveram anteriormente para detectar rios atmosféricos em todo o mundo que movem o vapor de água e produzem precipitação, e eles o modificaram para detectar rios atmosféricos de aerossol.

A mudança do uso de rios atmosféricos para estudar o movimento do vapor de água para usá-los para estudar o transporte de aerossóis foi uma revelação, porque os pesquisadores só começaram a usar a estrutura de detecção global de rios atmosféricos para observar o movimento de quantidades extremas de vapor d'água há cerca de seis anos. O conceito de rios atmosféricos tem apenas cerca de 20 anos.

"Levou tempo para os cientistas reconhecerem e aproveitarem os rios atmosféricos como um conceito, "disse Duane Waliser, um dos co-autores do estudo e um cientista atmosférico do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. E não foi até que Waliser estava falando com seu colega, Arlindo da Silva, um pesquisador de aerossóis no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, sobre o conceito de rio atmosférico que uma luz se acendeu para os dois pesquisadores. “'Devemos pegar nosso algoritmo e aplicá-lo ao seu conjunto de dados de aerossol, '"Waliser disse.

Localização, Localização, Localização

Depois de modificar o algoritmo do rio atmosférico para rios atmosféricos de aerossóis, os autores do estudo aplicaram-no a uma reconstrução de última geração da atmosfera da Terra chamada análise retrospectiva da era moderna para pesquisas e aplicações, Versão 2 (MERRA-2) do Escritório Global de Modelagem e Assimilação da NASA. Ele incorpora conjuntos de dados de satélites, instrumentos aerotransportados, e sensores no solo de 1980 até o presente para produzir uma representação da estrutura da atmosfera da Terra a cada seis horas.

MERRA-2 permitiu aos pesquisadores olhar para trás no tempo para analisar a localização e frequência dos rios atmosféricos de aerossóis ao redor do mundo de 1997 a 2014. Os autores do estudo descobriram que regiões incluindo o Saara, Patagônia, Desertos asiáticos, e a Namíbia são grandes fontes de rios atmosféricos de aerossóis de poeira, enquanto áreas como o leste dos EUA, o sul da Amazônia e da África, e o norte da Índia tendem a produzir aqueles dominados pela fuligem resultante de incêndios florestais e da queima de combustíveis fósseis.

A análise também mostrou que esses rios atmosféricos tendem a mover grandes quantidades de aerossóis em um número limitado de eventos extremos, em vez de em um fluxo constante ao longo do ano.

“Ficamos surpresos ao descobrir que alguns eventos importantes por ano podem transportar entre 40% a 100% dos aerossóis movidos pela atmosfera, "disse Sudip Chakraborty, um cientista atmosférico no JPL e um co-autor do estudo.

Agora que os cientistas têm uma maneira de olhar os rios atmosféricos de aerossóis globalmente, a estrutura fornece a eles uma maneira de estudar como esses rios carregados de partículas no céu afetam o clima da Terra. Isso inclui como os aerossóis interagem com as nuvens para potencialmente sobrecarregar as tempestades, como eles prendem ou refletem o calor na atmosfera, e se fenômenos como El Niño e La Niña afetam os caminhos e a frequência dos aerossóis atmosféricos dos rios.

A nova abordagem também dá aos pesquisadores uma visão sobre como os rios atmosféricos de aerossóis podem afetar comunidades em todo o mundo, através de seus impactos na qualidade do ar e visibilidade e sua capacidade de mover patógenos de plantas que podem afetar as culturas. "Quando você percebe que muito transporte está acontecendo em apenas alguns grandes eventos, então você sabe como se concentrar nesses grandes eventos, "disse Silva.