p Esquema dos principais setores de emissão e emissões primárias, processos meteorológicos e químicos, impactos na qualidade do ar e no clima, e ferramentas de medição e análise usadas para analisar os efeitos das mudanças nas emissões. Crédito:B. Franco et al, Produção atmosférica onipresente de ácidos orgânicos mediada por gotículas de nuvem, Natureza, Maio de 2021, DOI:10.1038 / s41586-021-03462-x
p A acidez da atmosfera é cada vez mais determinada pelo dióxido de carbono e ácidos orgânicos, como o ácido fórmico. O segundo deles contribui para a formação de partículas de aerossol como precursor de gotas de chuva e, portanto, impactam no crescimento de nuvens e no pH da água da chuva. Em modelos anteriores de química atmosférica de formação de ácido, o ácido fórmico tendia a desempenhar um pequeno papel. Os processos químicos por trás de sua formação não eram bem compreendidos. Uma equipe internacional de pesquisadores sob a égide do Forschungszentrum Jülich conseguiu preencher esta lacuna e decifrar o mecanismo dominante na formação do ácido fórmico. Isso torna possível refinar ainda mais os modelos de atmosfera e clima. Os resultados do estudo já foram publicados na revista revisada por pares
Natureza . p Na Alemanha, as pessoas estão familiarizadas com a chuva ácida, particularmente com a experiência dos anos 1980. A causa disso foi que os óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre liberados na atmosfera pelos seres humanos reagiram com as gotículas de água nas nuvens para formar ácido sulfúrico e ácido nítrico. A chuva ácida tem um pH de cerca de 4,2-4,8, menor do que a da água da chuva pura (5,5-5,7), que resulta do conteúdo natural de dióxido de carbono da atmosfera.
p Contudo, o processo químico que forma a maior parte do ácido fórmico presente na atmosfera era desconhecido até agora. O Dr. Bruno Franco e o Dr. Domenico Taraborrelli do Instituto de Pesquisa de Energia e Clima de Jülich - Troposfera agora o decifraram:O formaldeído é formado naturalmente pela foto-oxidação de compostos orgânicos voláteis. O formaldeído reage em gotículas de nuvem com moléculas de água para formar metanodiol. A maior parte disso é liberado de gás e reage com os radicais OH, às vezes chamado de "detergente da atmosfera, "em um processo fotoquímico para formar ácido fórmico. Uma porção menor reage com a fase líquida das gotículas de água para formar também ácido fórmico que se espalha pela chuva.
p "De acordo com nossos cálculos, a oxidação do metanodiol na fase gasosa produz até quatro vezes mais ácido fórmico do que o que é produzido em outros processos químicos conhecidos na atmosfera, "diz Domenico Taraborrelli. Esse valor reduz o pH das nuvens e da água da chuva em até 0,3, que destaca a contribuição do carbono orgânico para a acidez natural da atmosfera.
p Como primeiro passo, os dois cientistas testaram sua teoria usando MESSy, um modelo de química atmosférica global, e comparou os resultados com dados de sensoriamento remoto. Para realizar a modelagem, eles usaram o supercomputador Jülich JURECA. Experimentos subsequentes na câmara de simulação de atmosfera SAPHIR de Jülich confirmaram os resultados. "Assumimos que o mecanismo demonstrado também é ativo em aerossóis aquosos e se aplica a outros ácidos orgânicos, como o ácido oxálico, que não são adequadamente contabilizados em modelos de química atmosférica até o momento, "diz Taraborrelli. Um dos efeitos disso poderia ser uma melhor compreensão do crescimento das partículas do aerossol e do desenvolvimento das nuvens.