Mudança climática pela nebulosidade: Como as nuvens afetam a temperatura da Terra - Jasper Kirkby

Assista à aula completa: http://ed.ted.com/lessons/cloudy-climate-change-how-clouds-affect-earth-s-temperature-jasper-kirkby

Tendo em vista que a temperatura da superfície da Terra aumenta gradualmente, tornou-se vital prever a velocidade desse aumento com a maior precisão possível. Para fazê-lo, os cientistas precisam compreender melhor os aerossóis e as nuvens. Jasper Kirkby analisa um experimento no CERN que visa exatamente isso.

Aula de Jasper Kirkby, animação de Cedric Richer.

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.