Notícia

Cientistas descobrem nova maneira pela qual a agitação do ar entre troposfera e estratosfera produz partículas

Fonte

Universidade Washington em St. Louis

Data

quarta-feira, 17 julho 2024 13:45

Áreas

Ciência Ambiental. Clima. Engenharia Aeroespacial. Meteorologia. Modelagem Climática. Monitoramento Ambiental. Qualidade do Ar.

A atmosfera pode ser considerada como um grande conjunto químico, uma agitação global de moléculas gasosas e partículas que constantemente interagem de maneiras complexas. Embora as partículas sejam muito pequenas, geralmente menores que 1% da espessura de um cabelo humano, elas têm impactos significativos. Por exemplo, as partículas são as ‘sementes’ de gotículas de nuvens, e a abundância das partículas muda a refletividade e a quantidade de nuvens, precipitação e clima.

Recentemente, pesquisadores da Universidade Washington em St. Louis, nos Estados Unidos, descobriram um mecanismo que produz uma grande quantidade de partículas na atmosfera da Terra.

A pesquisa, publicada na revista Science, foi liderada pelo Dr. Jian Wang, professor e diretor do Centro de Ciência e Engenharia de Aerossóis da Universidade Washington em St. Louis. A equipe de pesquisa inclui o Dr. Lu Xu, professor  do Departamento de Energia, Engenharia Ambiental e Química da Escola de Engenharia da Universidade Washington, e cientistas da NASA, da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA) dos EUA, do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR) e universidades europeias.

O pensamento convencional era que a maior parte da formação de partículas ocorre em regiões de saída de nuvens, onde as nuvens flutuam para a troposfera superior e eventualmente evaporam. Nesse processo, as nuvens são espremidas e a maioria das partículas é removida pela chuva. Como resultado, o ar nas regiões de saída é claro e limpo, deixando algumas moléculas gasosas sem ter para onde ir, a não ser formar novas partículas.

“No entanto, usando os dados coletados das medições de aeronaves em escala global da NASA, descobrimos que a maioria das novas partículas não são formadas nas regiões de saída como se pensava anteriormente”, disse o professor Jian Wang.

Enquanto se intrigavam com essa observação surpreendente, o professor Wang e colegas acabaram descobrindo um mecanismo totalmente diferente ocorrendo quando a mistura de ar estratosférico e troposférico resulta em condições propícias para a formação de partículas.

“O ar da estratosfera frequentemente mergulha na troposfera devido à corrente de jato sinuosa. À medida que o ar estratosférico rico em ozônio e o ar troposférico mais úmido se misturam, isso leva a uma alta concentração de radical hidroxila (OH), um oxidante importante que ajuda a produzir o tipo de moléculas que nucleiam e formam novas partículas”, disse o Dr. Jiaoshi Zhang, primeiro autor do estudo e cientista pesquisador no laboratório do professor Wang.

“Descobrimos que esse fenômeno é generalizado em todo o mundo e provavelmente ocorre com mais frequência do que a formação de partículas nas saídas de nuvens”, acrescentou o pesquisador.

Observações de campo futuras e estudos de modelagem serão necessários para confirmar e quantificar ainda mais a importância desse mecanismo recém-descoberto de formação de partículas. Obviamente, os humanos contribuem com suas próprias partículas na forma de poluição do ar, mas o professor JIan Wang disse que o que foi descoberto nesta pesquisa é um processo natural que ocorre em todo o mundo, mesmo em regiões remotas e intocadas.

Há também algumas evidências de que o ar estratosférico mergulhará na troposfera com mais frequência no clima futuro, então esse mecanismo pode se tornar ainda mais importante, disse o professor Wang. Incluir esse processo anteriormente desconhecido pode melhorar os modelos climáticos e pode ajudar a simular melhor as mudanças climáticas e prever o clima futuro.

“Embora inicialmente estivéssemos intrigados com a observação, depois que juntamos tudo, depois não foi tão surpreendente. É bem sabido que moléculas que formam novas partículas são geradas por meio da oxidação na atmosfera. Quando o ar da estratosfera e da troposfera se misturam, a concentração de OH é muito alta e está preparada para a formação de partículas”, concluiu o Dr. Jian Wang.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Washington em St. Louis (em inglês).

Fonte:  Leah Shaffer, Universidade Washington em St. Louis. Imagem: vista da troposfera a partir de um avião. Fonte: Nick Juhasz via Wikimedia Commons.