Cientistas detalham pesquisas para avaliar a viabilidade e os riscos do brilho das nuvens marinhas
Rastros de navios no Oceano Pacífico Leste vistos do satélite NOAA-20 em 24 de abril de 2019. Crédito:NOAA NESDIS À medida que os níveis de gases com efeito de estufa na atmosfera continuam a aumentar e os impactos das alterações climáticas se tornam mais dispendiosos, a comunidade científica está a redobrar esforços para investigar os potenciais riscos e benefícios de sombrear artificialmente a superfície da Terra para abrandar o aquecimento global.
O brilho das nuvens marinhas (MCB) é um dos dois principais métodos de modificação da radiação solar propostos para compensar os piores efeitos do aquecimento global enquanto a descarbonização avança. As propostas do MCB envolvem a injeção de névoa salina em nuvens marinhas rasas para iluminá-las, aumentando o reflexo da luz solar e reduzindo a quantidade de calor absorvida pela água abaixo.
Um grupo de 31 cientistas atmosféricos líderes está agora oferecendo um roteiro consensual de pesquisa em ciências físicas para construir a base de conhecimento necessária para avaliar a viabilidade das abordagens MCB. Seu roteiro é descrito em um novo artigo publicado na revista Science Advances .
"O interesse no MCB está crescendo, mas os legisladores atualmente não têm as informações necessárias para tomar decisões sobre se e quando o MCB deve ser implantado", disse o autor principal Graham Feingold, pesquisador do Laboratório de Ciências Químicas da NOAA.
"A questão é se podemos conceber um programa de investigação MCB usando as nossas actuais ferramentas de modelização e observação para estabelecer a viabilidade desta abordagem à escala global e, se não, o que precisa de ser feito para nos posicionarmos para o fazer."
Sombrear artificialmente o planeta não faria nada para reduzir o motor das mudanças climáticas, as emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem, disse a coautora Lynn Russell, cientista climática do Scripps Institution of Oceanography da Universidade da Califórnia em San Diego.
“A recente aceleração dos impactos do aquecimento global significa que precisamos de considerar planos de backup não ideais apenas para nos ganhar tempo suficiente para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e os encargos existentes”, disse Russell. "Um plano de investigação é essencial antes de podermos considerar a adopção do MCB, e precisamos de abordar simultaneamente as questões da ciência física e as dimensões humanas."
As actuais propostas do MCB baseiam-se na pulverização de água salgada, que imitaria plumas de emissões ricas em enxofre provenientes de navios ou vulcões, para aumentar a concentração de aerossóis na baixa atmosfera marinha. Idealmente, as gotículas na pulverização de água salgada evaporam para produzir partículas finas que são transportadas até a camada de nuvens por movimentos turbulentos e convectivos do ar.
Se as técnicas MCB puderem influenciar consistentemente as nuvens para refletirem mais luz solar de volta ao espaço do que nuvens semelhantes com uma concentração de gotículas mais baixa, então tem o potencial de ser uma técnica eficaz de modificação da radiação solar, pelo menos à escala local, dizem os cientistas. Isto, por sua vez, poderia produzir algum resfriamento em escala local.
Este diagrama descreve os principais processos de aerossol, nuvem, dinâmica e radiação na camada limite marinha (esquerda) e a abordagem MCB usando geradores baseados em navios para produzir gotículas finas de aerossol de sal marinho (direita). As gotículas são lançadas nas nuvens por correntes ascendentes, onde aumentam as concentrações de gotículas, estendendo a cobertura de refletividade e a vida útil das nuvens. Crédito:Após Sorooshian et al. 2019
O estudo propõe um programa substancial e direcionado de pesquisa MCB que inclui estudos de laboratório, experimentos de campo e modelagem de nuvens. Como resultado, são necessárias novas instalações laboratoriais para colmatar lacunas na compreensão dos processos microfísicos de aerossóis e nuvens, uma vez que poucos laboratórios existentes são capazes de abordar estes processos.
Experimentos de campo de longa duração usando uma fonte pontual em um local oceânico onde as condições são favoráveis, juntamente com novas observações e novos modelos são necessários para testar a tecnologia de pulverização de partículas de sal. Isto permitiria aos cientistas determinar até que ponto a pulverização marítima emitida perto da superfície atingiria a base das nuvens numa variedade de condições.
Os pesquisadores podem aproveitar os análogos existentes para experimentos de semeadura de nuvens, como emissões vulcânicas naturais, queima de biomassa, plumas de exaustão de navios individuais ou rotas marítimas designadas, fontes pontuais urbanas e plumas urbanas.
Em termos práticos, os investigadores precisam de desenvolver confiança suficiente de que partículas de tamanho adequado podem ser geradas e entregues às nuvens e, uma vez lá, agir para formar gotículas de nuvens que dispersem a luz solar de forma eficiente. Eles precisariam mostrar que as nuvens poderiam ser iluminadas de forma consistente e em uma área grande o suficiente para resfriar significativamente o oceano abaixo - e que tentar manipular as nuvens não faria com que as nuvens se estreitassem ou chovessem gotas, o que poderia permitir um aumento do aquecimento.
Os cientistas precisariam ainda de mostrar que o brilho das nuvens seria mensurável para demonstrar que funcionaria como pretendido a escalas globalmente relevantes ou em ecossistemas regionais sensíveis, como os recifes de coral.
As nuvens não são todas criadas igualmente – algumas são mais suscetíveis a injeções de aerossóis do que outras. Uma nuvem que já é brilhante, com alta concentração de gotas, é muito mais difícil de iluminar do que uma nuvem fina com baixa concentração de gotas. A forma como uma nuvem responde à tentativa de manipulação depende sutilmente do clima e das condições do aerossol de fundo.
Para complicar as coisas, o tamanho e a quantidade ideais de partículas provavelmente dependem das propriedades das nuvens, que podem mudar à medida que flutuam no ar. Isso explica a alta variabilidade na ocorrência de rastreamento de navios, disse Feingold.
"Teríamos que colocar as partículas do tamanho certo em nuvens receptivas, nas horas certas do dia e nas estações, e em áreas grandes o suficiente para sombrear grandes áreas do oceano", disse Feingold. "É um grande desafio."
"Na medida em que pudermos identificar as condições ideais de brilho, uma abordagem direcionada ao MCB, em vez da pulverização de rotina sob todas as condições, poderá ter uma maior probabilidade de sucesso", disse Feingold. “Também poderá reduzir o risco de respostas de circulação regional que alterem a temperatura e as chuvas de uma forma que beneficie alguns e deixe outros vulneráveis”.
De forma mais geral, Feingold volta a enfatizar que o MCB não substituiria a descarbonização e não aliviaria a acidificação dos oceanos. "Para reduzir as temperaturas globais, a nossa maior prioridade deveria ser a remoção do dióxido de carbono da atmosfera. O MCB poderá ajudar a aliviar os piores impactos das alterações climáticas."
