Aerossóis: A Última Fronteira?

Comentário convidado de Juliane Fry, UC Berkeley

O Quarto Relatório de Avaliação do IPCC 2007 Sumário para Políticos recentemente divulgado, nos lembra que os aerossóis permanecem o menos compreendido componente do sistema climático. Aerossóis são partículas sólidas ou líquidas suspensas na atmosfera, consistindo de (em ordem aproximada de abundância): sal marinho, poeira mineral, sais inorgânicos como o sulfato de amônia (que vem de fontes naturais e antropogênicas, como a queima de carvão), e aerossóis carbonatados como a fuligem, emissões de plantas, e combustíveis fósseis incompletamente queimados. Como deve ser aparente desta lista, há muitas fontes de aerossóis, mas mudanças foram observadas, em particular na carga atmosférica de aerossóis carbonatados e sulfatos, que se originam em parte da queima de combustíveis fósseis. Apesar de serem uma parte relativamente pequena da massa total de aerossóis, mudanças na contribuição antropogênica dos aerossóis desde 1750 resultaram numa forçante radiativa média de aproximadamente -1.2 W/m², relativa a uma forçante global devido ao CO₂ de +1.66 W/m².

Figura SPM-2, mostrada aqui, compara a forçante radiativa para gases de efeito estufa e outros agentes, junto com uma avaliação do nível de entendimento científico (cuja sigla em inglês é LOSU), para cada componente. Nesta figura, está claro que os aerossóis contribuem com a maior forçante negativa (resfriamento), e que seu nível de entendimento varia de “baixo” a “meio baixo”. Os efeitos dos aerossóis se dividem em duas categorias: (1) efeitos diretos, relativos ao espalhamento ou à absorção da radiação pelos aerossóis, influenciando a quantidade líquida de energia que chega à superfície da Terra, e (2) efeitos indiretos, como o albedo das nuvens, referindo-se a como a presença dos aerossóis aumenta a refletividade de nuvens ao proporcionar um número maior de núcleos para a formação de gotas, reduzindo a quantidade de energia que chega a superfície. Isto já representa um passo a frente com relação ao último relatório, , onde o LOSU para os aerossóis variava de muito baixo a baixo, e nenhum valor mais provável era assinalado para a parte “indireta”.

Esta figura virtualmente sugere por que melhorar nossa compreensão sobre o papel dos aerossóis no clima é tão importante: enquanto a forçante radiativa líquida global é positiva (aquecimento), aerossóis representam as forçantes negativas (resfriamento) dominante. Consequentemente, os aerossóis atualmente em nossa atmosfera estão atuando de forma a mascarar parte do aquecimento induzido pelos gases de efeito estufa (GEE). Isto significa que ao agirmos para reduzir o uso de combustíveis fósseis para melhorar a qualidade do ar e atacar o aquecimento global, devemos ter em mente como estas mudanças nas emissões vão impactar a concentração e a composição dos aerossóis.

Além disso, nossa deficiência em compreender os aerossóis também prejudica nossa habilidade de utilizar o moderno registro de temperaturas para restringir a “sensibilidade climática” – o parâmetro operacional para determinar exatamente quanto de aquecimento resultará de um dado aumento na concentração de CO₂. A determinação da sensibilidade climática foi discutida anteriormente neste fórum aqui. O parâmetro de sensibilidade pode ser obtido a partir do exame dos registros históricos da correlação entre a concentração de CO₂ e a temperatura, levando-se em conta outras mudanças contemporâneas. Aerossóis contribuem significativamente para a incerteza na sensibilidade climática pois não podemos modelar o seu impacto no registro de temperaturas com precisão suficiente, apesar de existirem certas restrições à sensibilidade climática, como a última era glacial. Um melhor entendimento sobre aerossóis pode permitir previsões mais acuradas sobre a resposta do clima futura a variações no CO₂.

Os tempos de vida relativos do CO₂ e dos aerossóis na atmosfera resultam na expectativa de que uma redução no uso de combustíveis fósseis acelerará o aquecimento. A molécula do CO₂ tem um tempo de vida de aproximadamente 100 anos na atmosfera, enquanto uma partícula de aerossol possui uma expectativa de vida média de apenas 10 dias em média. Assim, se nós instantaneamente pararmos de usar motores a combustão, os aerossóis (resfriadores) associados aos combustíveis fósseis seriam removidos da atmosfera em algumas semanas, enquanto as (aquecedoras) moléculas de CO₂ permaneceriam por muito mais tempo, deixando uma forçante líquida positiva devido a redução das emissões por um século ou mais.

Assim, o que precisamos saber mais sobre os aerossóis para estreitar as barras de erro da Figura SPM-2? Para modelar precisamente o seu impacto no clima, necessitamos saber mais sobre todos os aspectos da vida dos aerossóis: suas diversas fontes, seu processo de envelhecimento (e como este afeta suas propriedades radiativas), como se misturam e os mecanismos e as escalas de tempo de sua remoção da atmosfera. Como o IPCC 2004 4AR deixará claro, percorremos um longo caminho na compreensão dos aerossóis atmosféricos, mas há ainda muito espaço para melhorarmos.

Fonte: RealClimate