DESCOBERTO NOVO E EFICIENTE MECANISMO DE FORMAÇÃO DE AEROSSÓIS A GRANDE ALTITUDE

Os aerossóis podem formar-se e crescer na região superior da troposfera de uma forma inesperada, relata a colaboração CLOUD num artigo publicado na revista Nature (https://www.nature.com/articles/s41586-022-04605-4). As partículas resultantes espalham-se rapidamente pelo globo, podendo influenciar o clima da Terra à escala intercontinental.

O novo mecanismo pode representar uma importante fonte de partículas que dão origem à formação de nuvens e gelo em áreas da troposfera superior onde o amoníaco é eficientemente transportado verticalmente, nomeadamente sobre as regiões asiáticas das monções.

Sabe-se que as partículas de aerossóis arrefecem geralmente o clima ao reflectirem a luz solar. No entanto, a forma como novas partículas de aerossol se formam na atmosfera continua a ser relativamente mal conhecida.

“As partículas de aerossóis recém-formadas são omnipresentes na troposfera superior, mas os vapores e mecanismos que impulsionam a formação destas partículas não são bem compreendidos”, explicou Jasper Kirkby, coordenador da experiência CLOUD. “Com experiências realizadas sob condições troposféricas superiores frias na câmara CLOUD do CERN, descobrimos um novo mecanismo de formação e crescimento extremamente rápido de partículas, envolvendo novas misturas de vapores”.

Utilizando misturas de ácido sulfúrico, ácido nítrico e vapores de amoníaco na câmara a concentrações atmosféricas, a equipa de CLOUD descobriu que estes três compostos formam novas partículas a taxas muito mais rápidas do que as de qualquer combinação de dois dos compostos (10-1000 vezes mais rápidas do que uma mistura ácido sulfúrico-amónia que, em resultados anteriores de CLOUD, era considerada a fonte dominante destas partículas). Uma vez formadas partículas a partir dos três componentes, estas podem crescer rapidamente a partir da condensação de apenas ácido nítrico e amoníaco, atingindo tamanhos em que dão origem a nuvens. As medições CLOUD mostram ainda que estas partículas são altamente eficientes na formação de cristais de gelo, que se pensa que têm o papel principal na formação de gelo na atmosfera.

Os investigadores de CLOUD incluíram os novos resultados em modelos globais que incluem o transporte vertical de amoníaco por nuvens convectivas. Os modelos mostraram que, embora os aerossóis se formem localmente em regiões ricas em amoníaco da troposfera superior, viajam da Ásia para a América do Norte em apenas três dias através do corrente subtropical, potencialmente influenciando o clima da Terra numa escala intercontinental.

“Os nossos resultados melhorarão a fiabilidade dos modelos climáticos globais no que diz respeito à formação de aerossóis na troposfera superior e na previsão de como o clima irá mudar no futuro”, disse Kirkby. “Mais uma vez, CLOUD está a descobrir que o amoníaco antropogénico tem uma grande influência nos aerossóis atmosférico, e os nossos estudos vão a informar as políticas para futuros regulamentos sobre poluição atmosférica”.

As concentrações atmosféricas de ácido sulfúrico, ácido nítrico e amoníaco eram muito mais baixas na era pré-industrial do que são agora, e é provável que cada uma siga diferentes caminhos sob futuros controlos da poluição atmosférica. O amoníaco na troposfera superior tem origem nas emissões do gado e fertilizantes – que não estão actualmente regulamentadas – e é transportado para cima em gotículas de nuvens convectivas, que libertam o amoníaco ao congelarem.

© Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP)


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