Partículas de formação de nuvens de gelo ao redor do mundo

Partículas de nucleação de gelo e formação de nuvens

Para formar nuvens e, por consequência, permitir a precipitação, minúsculas partículas chamadas aerossóis são fundamentais. Às vezes, a água se condensa diretamente em um aerossol, que funciona como núcleos de condensação de nuvens. Em outras ocasiões, os aerossóis atuam como partículas de nucleação de gelo (INPs), o que significa que são sementes de diminutos cristais de gelo em vez de gotículas de água. INPs podem ser poeira ou bioaerossóis como bactérias ou esporos de fungos, mas são uma subclasse rara desses aerossóis com propriedades especiais.

Apesar de apenas alguns aerossóis poderem agir como INPs, a maior parte da precipitação mundial é formada pela via de nucleação do gelo. Portanto, o processo é de extrema importância para a compreensão do clima da Terra. Infelizmente, monitorar INPs na atmosfera é um processo muito complexo e trabalhoso. Como consequência, estamos enfrentando grandes lacunas de conhecimento que incluem sua distribuição, variações sazonais e fontes. Além disso, carecemos de medições conclusivas em ambientes quase intocados. Os dados dessas regiões podem proporcionar informações sobre as condições pré-industriais. Essa linha de base é essencial para estimar os efeitos antropogênicos nos INPs e descobrir como eles podem ser afetados pelas mudanças climáticas.

Em 2016, cientistas do Pacific Northwest National Laboratory criaram cristais de nuvem de gelo no laboratório e, em seguida, capturaram imagens do processo por meio de um microscópio, visualizando assim as primeiras etapas da formação de nuvens com partículas de nucleação de gelo.

Para preencher algumas dessas lacunas de conhecimento, Jann Schrod e os seus co-autores geraram um registro de medições de INPs de longo prazo. Eles coletaram dados por quase dois anos em quatro locais diferentes. Um desses locais foi o ATTO, que pode ser considerado intocado por pelo menos parte do ano. Os outros locais foram a Martinica no Caribe, a cordilheira Taunus na Alemanha e o Ártico norueguês.

Mistérios não resolvidos

Os resultados foram uma surpresa. A equipe de pesquisa não encontrou diferenças significativas nas concentrações de INP entre os quatro locais. Em vez disso, as medições costumavam cair na mesma ordem de magnitude. Ademais, também não foi possível detectar tendências sazonais ou interanuais. A variação de curto prazo foi dominante em todas as localizações citadas. Além disso, a equipe não conseguiu identificar um único parâmetro físico ou químico que variasse continuamente com INPs. Eles também não encontraram evidências de um forte efeito antropogênico na concentração de INPs nos locais estudados, embora isso possa ser diferente em áreas urbanas. No geral, é relevante notar que o estudo cobriu apenas um modo de nucleação específico, e a equipe não deve descartar diferenças e tendências que possam existir que não foram capturadas com esta abordagem específica.

Figura de Schrod et al. (2020). Imagem das concentrações de partículas de nucleação de gelo (INP) em diferentes locais, ao longo do tempo de medição de dois anos.
Figura de Schrod et al. (2020). Imagem das concentrações de partículas de nucleação de gelo (INP) em diferentes locais, ao longo do tempo de medição de dois anos.

Em seu novo estudo, Jann Schrod e sua equipe não conseguiram desvendar todos os mistérios que cercam as partículas de nucleação de gelo e até mesmo acabaram com mais algumas perguntas – algo que acontece com frequência na área da pesquisa científica. Porém, de maneira fundamental, suas descobertas sobressaltam a natureza complexa da nucleação do gelo. Ao compilar este conjunto de dados exclusivo, os pesquisadores abriram caminhos e estabeleceram as bases para estudos futuros. Eles destacam como é importante reunir mais dados de longo prazo de INPs globais em estações de pesquisa altamente equipadas, o que pode trazer mais esclarecimentos sobre este importante processo.

Schrod et al. publicou o estudo “Medições de partículas nucleantes de gelo de deposição e condensação de longo prazo em quatro estações ao redor do mundo” Acesso Aberto em Atmos. Chem. Phys.

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