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A vida abundante no Oceano Antártico, que circunda a Antártida, contribui para iluminar as nuvens que ali se formam, segundo um estudo publicado hoje na Química e Física Atmosférica. As nuvens são brilhantes por causa de sua alta densidade de gotículas de água, devido, por sua vez, a uma cadeia de processos atmosféricos que eventualmente se conectam à extraordinária produtividade de fitoplâncton do Oceano Antártico.
O estudo nos ajuda a entender melhor os processos naturais de formação de nuvens, diz Gerald “Jay” Mace, professor de ciências atmosféricas da Universidade de Utah e principal autor do estudo.
“Podemos usar esse conhecimento para melhorar nossa compreensão de como as nuvens refletem a luz solar globalmente”, diz Mace. “Isso, por sua vez, é a chave para prever quanto a Terra aquece e como os padrões de precipitação mudam.”
Nuvens e aerossóis
As nuvens, com toda a sua delicadeza ou fofura oníricas, são realmente feitas apenas de gotículas de água e cristais de gelo. Essas gotículas se formam quando o vapor d’água se condensa em torno de algo na atmosfera, como uma partícula de aerossol, também chamada de “núcleo de condensação de nuvem”.
“Na maioria das situações, a quantidade de água disponível para condensar e se tornar uma nuvem é fixa”, diz Mace. “O número de gotículas que se formam a partir dessa quantidade fixa de vapor de água depende do número de partículas de aerossol que estão presentes.”
Assim, nos casos em que uma região da atmosfera contém um alto número de aerossóis, as nuvens que se formam têm muitos núcleos de condensação disponíveis. A densidade das gotículas da nuvem, ou número de gotículas por volume da nuvem, também é alta.
É essa densidade de gotículas que Mace e seus colegas, incluindo cientistas da CSIRO Oceans and Atmosphere na Austrália e da Universidade da Tasmânia, procuraram estudar nas nuvens do Oceano Antártico.
Usando dados de satélite, os pesquisadores examinaram as propriedades das nuvens no Oceano Antártico durante os verões entre 2014 e 2019. Eles observaram especificamente uma região entre Madagascar e a Nova Zelândia, onde navios e aeronaves de pesquisa viajaram no verão de 2017-2018. Os dados “no solo” dessas missões de pesquisa apoiaram as observações de satélite.
Ao estudar as tendências das nuvens, os pesquisadores trabalharam para determinar para onde as nuvens viajaram antes de chegar ao “espaço aéreo” ao redor da Antártica. Eles notaram uma diferença significativa entre dois conjuntos de nuvens. Nuvens com densidades de gotículas relativamente baixas provavelmente migraram de latitudes mais ao norte, onde o sal no ar proveniente da pulverização da água do oceano é um dos principais núcleos de condensação da nuvem.
Mas as nuvens com densidades de gotículas relativamente altas eram mais prováveis de terem se originado no continente antártico e de terem passado apenas sobre as águas do Oceano Antártico. A principal diferença entre as áreas de origem dos dois grupos de nuvens foi a produtividade do plâncton no Oceano Antártico.
O plâncton, que cresce abundantemente nas águas frias e ricas em nutrientes da Antártica, libera gases sulfato como parte de seu metabolismo. No ar relativamente parado do verão no Oceano Antártico, esses gases podem levar a reações químicas atmosféricas que formam aerossóis.
“Todo o oceano circumpolar é altamente produtivo, de modo que existe uma fonte massiva de aerossol que se transforma em gotículas de nuvens”, diz Mace. “Este aerossol também é transportado para o norte, e todo o Oceano Antártico até os subtrópicos experimenta um ciclo sazonal nas propriedades das nuvens. , assim, ser mais reflexivo à luz solar.”
Essa refletividade, também chamada de albedo, é significativamente maior nas nuvens nas latitudes mais próximas da Antártica, ao sul de cerca de 60° S, do que nas nuvens que se formaram mais ao norte, segundo o estudo.
Estudando ar puro
O Oceano Antártico oferece um cenário ideal para estudar os processos naturais de formação de nuvens, já que está isolado atmosfericamente do resto do mundo. Isso significa que está livre de aerossóis produzidos por atividades antropogênicas ou causadas pelo homem.
“Na ciência, buscamos experimentos controlados onde todas as variáveis estranhas são removidas de um experimento para isolar o processo de interesse”, diz Mace. “O Oceano Antártico é como um experimento controlado onde grande parte da variabilidade devido à influência antropogênica e continental é removida do experimento.”
O Oceano Austral também desempenha um papel fundamental no clima do planeta. A produtividade do plâncton ajuda o Oceano Antártico a retirar o dióxido de carbono do ar e “sequestrá-lo” na cadeia alimentar oceânica. Mas a produtividade do oceano está ligada à quantidade de luz solar que suas águas recebem – o que está ligado à refletividade das nuvens e às densidades das gotas das nuvens. É um processo que ocorre em todos os oceanos do mundo, diz ele, mas é mais pronunciado no Oceano Antártico por causa de seu isolamento de outras fontes de aerossóis.
“Como o número de gotículas da nuvem depende da biologia que vive na parte superior do oceano”, diz Mace, “nós fechamos o círculo”.
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