Efeito estratosférico aumenta o aquecimento global à medida que os níveis de dióxido de carbono aumentam – Physics World

O efeito da duplicação do dióxido de carbono atmosférico no clima torna-se mais pronunciado à medida que os níveis de dióxido de carbono aumentam – demonstraram investigadores nos EUA. Este efeito, que não foi tido em conta nas estimativas anteriores do orçamento de radiação da Terra, explica cerca de metade da variação entre as estimativas da sensibilidade do clima ao aumento do dióxido de carbono. Também sugere uma nova abordagem potencial para a geoengenharia.

A superfície da Terra é aquecida pela radiação solar e emite radiação infravermelha de volta ao espaço. No entanto, grande parte desta radiação infravermelha é absorvida pelo dióxido de carbono e outros gases na baixa atmosfera (a troposfera). Isso retém o calor como o vidro de uma estufa. Sem este efeito estufa, a Terra não seria quente o suficiente para receber água líquida e não poderia sustentar vida.

Nos últimos dois séculos, a actividade humana tem aumentado a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera – aumentando o efeito de estufa e aquecendo a superfície da Terra e a troposfera.

Efeitos estratosféricos

No entanto, esta descrição é uma simplificação. Cerca de 8–15 km acima da superfície da Terra fica a tropopausa e acima dela está a estratosfera. A estratosfera também absorve a radiação solar que chega e reemite energia em comprimentos de onda infravermelhos – a maior parte da qual volta para o espaço. Como a principal fonte de calor da estratosfera vem de cima, é mais quente no topo.

“Enquanto a troposfera está acoplada à superfície por fluxos turbulentos de calor, a única troca de calor na estratosfera ocorre através da radiação”, explica o cientista atmosférico Brian Soden da Universidade de Miami, na Flórida. “Quando adicionamos dióxido de carbono, aumentamos a emissividade nos comprimentos de onda infravermelhos, o que faz com que a estratosfera queira emitir mais radiação.” Isto tem de ser incluído no cálculo do “forçamento radiativo” do aumento do dióxido de carbono, que é uma medida de quanto um aumento perturba o equilíbrio da energia radiativa da Terra.

O forçamento radiativo é um parâmetro crucial nas previsões climáticas feitas pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), mas a sua precisão tem sido questionada significativamente nos últimos 30 anos. Por exemplo, diferentes modelos discordam em até 50% sobre o forçamento radiativo resultante da duplicação da concentração atmosférica de dióxido de carbono. Agora Soden e colegas acreditam que podem explicar uma parte significativa desta discrepância até agora inexplicável.

Condições pré-industriais

“Quase todos os cálculos anteriores do forçamento radiativo do dióxido de carbono levariam uma climatologia de perfis de temperatura de, digamos, condições pré-industriais – então você teria uma distribuição global de temperatura e umidade e 280 ppm de dióxido de carbono – e você repetiria isso cálculo, mas em vez de 280 ppm você dobraria”, explica Soden. “Você poderia até fazer isso com um intervalo: sabemos que o forçamento do dióxido de carbono aumenta não linearmente, mas com o logaritmo de 1 ppm para algo como 10,000 ppm…Mas todos esses cálculos assumem a mesma climatologia – e é aí que houve uma desconexão : você não esperaria os mesmos perfis de temperatura e umidade para 10 ppm e para 100 ppm ou 1000 ppm.” Os investigadores desenvolveram, portanto, modelos de como o forçamento radiativo mudaria à medida que a concentração de dióxido de carbono na atmosfera aumentasse.

Uma previsão contra-intuitiva que remonta às primeiras previsões detalhadas das alterações climáticas antropogénicas na década de 1960, e que foi verificada experimentalmente, é que a estratosfera arrefece porque o aumento do dióxido de carbono aumenta a sua emissividade, fazendo com que perca mais calor para o espaço. Simultaneamente, na parte inferior a troposfera libera menos calor porque o aumento do dióxido de carbono retém mais radiação infravermelha.

'Impressão digital' das mudanças climáticas é identificada na alta atmosfera

“Quando você aumenta a emissividade, é necessário reduzir a temperatura para que [a estratosfera] permaneça em equilíbrio radiativo.” Este arrefecimento significa que, em concentrações mais elevadas de dióxido de carbono, a temperatura cai ainda mais e torna-se mais difícil para a Terra irradiar calor. O forçamento radiativo do dióxido de carbono torna-se, portanto, cada vez maior. Cada entrada adicional de dióxido de carbono  portanto, tem um efeito de força maior.

Seguindo esta lógica, os investigadores procuram agora novas ideias para a geoengenharia. Estudos anteriores concentraram-se na utilização de aerossóis que reflectem a luz solar de volta para o espaço: “Neste trabalho, estamos a propor a utilização de aerossóis absorventes para aquecer a [estratosfera] e levar a um menor forçamento de dióxido de carbono, diz Haozhe Ele, que liderou o trabalho como aluno de doutorado de Soden e agora é pós-doutorado na Universidade de Princeton. Esta ideia é apoiada pelo facto de a erupção do Monte Pinatubo em 1991, que causou um dramático arrefecimento troposférico, ter sido acompanhada por um aquecimento estratosférico proveniente de aerossóis de sulfato.

“Este é um [resultado] muito importante para a comunidade climática – resolve um grande mistério sobre se estávamos ou não tratando fielmente os processos que impulsionam o aquecimento global”, diz William Collins do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos EUA, autor principal coordenador da Sexta Avaliação do IPCC. “O que [Soden e colegas] demonstraram é que a comunidade climática tem feito um trabalho muito melhor do que suspeitávamos há décadas. Os modelos estavam corretos o tempo todo, estávamos testando-os da maneira errada. Eles estavam sempre produzindo uma resposta melhor do que pensávamos.”

A pesquisa é descrita em Ciência.

• Conteúdo com tecnologia de SEO e distribuição de relações públicas. Seja amplificado hoje.
• PlatoData.Network Gerativa Vertical Ai. Capacite-se. Acesse aqui.
• PlatoAiStream. Inteligência Web3. Conhecimento Amplificado. Acesse aqui.
• PlatãoESG. Carbono Tecnologia Limpa, Energia, Ambiente, Solar, Gestão de resíduos. Acesse aqui.
• PlatoHealth. Inteligência em Biotecnologia e Ensaios Clínicos. Acesse aqui.
• Fonte: https://physicsworld.com/a/stratospheric-effect-boosts-global-warming-as-carbon-dioxide-levels-rise/