Mudança Climática Nebulosa
Como as nuvens afetam a temperatura da Terra.
A temperatura média da superfície da Terra subiu 0,8 graus Celsius desde 1750.
Quando a concentração de dióxido de carbono na atmosfera dobrar,
o que se espera acontecer antes do fim do século 21,
os pesquisadores calculam que as temperaturas globais
terão subido entre 1,5 e 4,5 graus Celsius.
Se o aumento for perto do limite inferior de 1,5°C,
então já estamos no meio do caminho, e poderíamos nos adaptar,
com algumas regiões ficando mais secas e menos produtivas,
e outras ficando mais quentes, úmidas e mais produtivas.
Por outro lado, um aumento de 4,5°C teria magnitude semelhante
ao aquecimento que ocorreu desde o máximo da última glaciação há 22 mil anos,
quando a maior parte da América do Norte estava
sob uma camada de gelo de 2 mil metros de espessura.
E isso representaria uma mudança drástica do clima.
Então é vital para os cientistas prever a mudança de temperatura,
com a maior precisão possível, para a sociedade planejar o futuro.
A atual faixa de incerteza é muito grande para termos confiança de como
responder melhor à mudança climática.
Mas a estimativa de 1,5°C a 4,5°C para o dobro de dióxido de carbono
não muda há 35 anos.
Por que não fomos capazes de aprimorá-la?
É porque ainda não compreendemos bem os aerossóis e as nuvens.
Mas um novo experimento no CERN está estudando o problema.
A fim de prever como a temperatura irá mudar,
os cientistas precisam conhecer algo chamado sensibilidade climática da Terra,
a variação de temperatura em resposta à forçante radiativa.
A forçante radiativa é o desequilíbrio temporário
entre a energia recebida do Sol e a energia irradiada de volta ao espaço,
como o desequilíbrio causado pelo aumento dos gases de efeito estufa.
Para corrigir o desequilíbrio, a Terra se aquece ou se resfria.
Podemos determinar a sensibilidade climática da Terra
a partir do experimento que já fizemos
na era industrial, desde 1750,
e usar esse número para determinar o quanto mais ela irá se aquecer
para várias projeções de forçantes radiativas no século 21.
Para fazê-lo, precisamos saber duas coisas:
Primeiro, o aumento da temperatura global desde 1750;
e segundo, a forçante radiativa do clima atual
em relação ao clima pré-industrial.
Para as forçantes radiativas, sabe-se que as atividades humanas aumentaram
os gases de efeito estufa na atmosfera,
que aqueceram o planeta.
Mas, ao mesmo tempo, nossas atividades aumentaram a quantidade
de partículas de aerossol nas nuvens, que resfriaram o planeta.
A concentração de gases de efeito estufa pré-industrial é bem conhecida
pelas bolhas presas em amostras de gelo obtidas na Groenlândia e Antártica.
As forçantes radiativas de gases de efeito estufa são conhecidas com precisão.
Mas não temos como medir diretamente o grau de nebulosidade em 1750.
E essa é a fonte principal de incerteza na sensibilidade climática da Terra.
Para compreender a nebulosidade pré-industrial,
temos que usar modelos computadorizados que simulam de modo confiável
os processos de formação de aerossóis nas nuvens.
Para a maioria das pessoas, aerossol é aquele spray para cabelos,
mas esse é apenas um tipo de aerossol.
Os aerossóis atmosféricos são
minúsculas partículas, líquidas ou sólidas, suspensas no ar.
Eles podem ser primários,
de poeira, sal marinho disperso e biomassa em combustão;
ou secundários, formados pela conversão de gás em partícula na atmosfera,
também chamado de nucleação de partícula.
Os aerossóis estão em toda parte na atmosfera,
e eles podem bloquear o Sol em ambientes urbanos poluídos,
ou banhar montanhas distantes em uma neblina azul.
Mais importante, uma gotícula de nuvem
não pode se formar sem uma partícula de aerossol.
Logo, sem partículas de aerossol não haveria nuvens,
e sem nuvens, não haveria água doce.
O clima seria muito mais quente e não existiria vida.
Portanto, devemos nossa existência às partículas de aerossol.
Contudo, apesar de sua importância,
a formação de partículas de aerossol na atmosfera
e seus efeitos sobre as nuvens são pouco conhecidos.
Mesmo os vapores responsáveis pela formação de partículas de aerossol
não estão bem estabelecidos
porque eles estão presentes apenas em quantidades minúsculas,
perto de uma molécula por trilhão de moléculas de ar.
Essa falta de conhecimento é a principal razão
da grande incerteza na sensibilidade climática
e na correspondente ampla faixa de projeções para o futuro climático.
Contudo, uma experiência em curso no CERN,
chamada simplesmente de “Cloud” (Nuvem),
conseguiu construir um contêiner de aço suficientemente grande
e com baixa contaminação, de modo que a formação de aerossol
pode ser medida em condições atmosféricas precisamente controladas em laboratório.
Nos primeiros cinco anos de operação, Cloud identificou os vapores
responsáveis pela formação de partículas de aerossol na atmosfera,
que incluem ácido sulfúrico, amônia, aminas
e vapores biogênicos das árvores.
Usando um feixe de partículas ionizantes do síncrotron de prótons do CERN,
Cloud também está investigando se os raios cósmicos galáticos
melhoram a formação de aerossóis nas nuvens.
Foi sugerido que isso pode ser um agente natural não considerado
das forçantes radiativas do clima,
já que o fluxo de raios cósmicos que atingem a atmosfera
varia com a atividade solar.
Cloud está cuidando de duas grandes questões:
Em primeiro lugar, qual era o nível de nebulosidade do clima pré-industrial?
E, daí, quanto as nuvens mudaram devido às atividades humanas?
Esse conhecimento tornará mais nítidas as projeções para o clima do século 21.
Em segundo lugar, será que as curiosas observações
sobre a variabilidade do clima solar,
no clima da era pré-industrial, poderiam ser explicadas pela influência
de raios cósmicos galáticos sobre as nuvens?
São metas ambiciosas, porém realistas, quando sua cabeça está nas nuvens.