E8 Aerossóis e Físico-Química Atmosférica

Tópico

Os aerossóis atmosféricos são partículas sólidas ou líquidas suspensas no ar, com tamanhos que variam de apenas um nanômetro de raio a cem micrômetros — uma gama que abrange desde partículas quase moleculares até partículas de poeira visíveis a olho nu. Esses aerossóis atmosféricos provêm de fontes muito diferentes: a combustão libera carbono negro e poeira, a evaporação da água do mar libera sal marinho, a vegetação libera compostos orgânicos voláteis que posteriormente se transformam em partículas, erupções vulcânicas injetam seus próprios aerossóis e o próprio ar pode gerar novos aerossóis quando o gás se condensa diretamente em minúsculas partículas, sem passar por nenhuma fonte sólida ou líquida anterior. Todos esses aerossóis atmosféricos afetam o clima de duas maneiras distintas: diretamente, absorvendo e dispersando a radiação, e indiretamente, atuando como núcleos de condensação e, assim, modificando as propriedades das nuvens que se formam ao seu redor.

O efeito direto dos aerossóis atmosféricos sobre a radiação é descrito pelo forçamento radiativo direto, e esse forçamento muda de sinal dependendo do tipo de aerossol: os aerossóis de sulfato dispersam a radiação solar de volta para o espaço, e essa dispersão produz resfriamento; O carbono negro, por outro lado, absorve a radiação solar em vez de dispersá-la, e essa absorção aquece a camada da atmosfera onde o carbono negro flutua, mas ao mesmo tempo bloqueia a luz solar de atingir a superfície abaixo, de modo que o carbono negro acaba resfriando a superfície enquanto aquece o ar acima dela.

O efeito indireto dos aerossóis atmosféricos, conhecido como efeito Twomey, segue uma cadeia diferente: quanto mais núcleos de condensação disponíveis no ar, mais gotículas se formam dentro da nuvem, mas cada uma dessas gotículas se torna menor porque a mesma quantidade de água disponível é dividida entre mais gotículas. Essas gotículas menores e mais numerosas conferem à nuvem um albedo maior, porque uma nuvem composta de muitas gotículas pequenas reflete mais radiação solar do que uma composta de poucas gotículas grandes. Elas também conferem à nuvem uma vida útil mais longa, porque as gotículas pequenas levam mais tempo para crescer o suficiente para cair como chuva. O resultado final de todo esse processo é um forçamento negativo: mais núcleos de condensação acabam, indiretamente, resfriando o planeta.

Muito acima de onde a maioria desses aerossóis atmosféricos flutua, na estratosfera, ocorre uma química diferente que também depende da radiação solar: a química do ozônio estratosférico. O ozônio estratosférico é produzido fotoliticamente, ou seja, quando a luz solar quebra as moléculas de oxigênio e os átomos resultantes se recombinam para formar ozônio, no que é conhecido como ciclo de Chapman. E esse mesmo ozônio é destruído cataliticamente quando reage com compostos reativos de cloro e bromo, óxidos de nitrogênio e óxidos de hidrogênio, cada um dos quais pode destruir muitas moléculas de ozônio sem ser consumido no processo.

O buraco na camada de ozônio da Antártida é o caso mais extremo dessa destruição catalítica: lá, na superfície das nuvens estratosféricas polares que se formam no frio intenso do inverno antártico, reservatórios de cloro que de outra forma permaneceriam dormentes são ativados, e esses reservatórios de cloro ativados destroem o ozônio estratosférico em uma escala massiva assim que a luz solar retorna com a primavera polar. Assim, os aerossóis atmosféricos e a química do ozono estratosférico acabam por partilhar o mesmo palco, a atmosfera iluminada pelo Sol, embora cada um responda a essa luz de uma forma diferente: os aerossóis atmosféricos dispersam, absorvem ou semeiam nuvens, e o ozono estratosférico forma-se e destrói-se dependendo dos compostos reativos que encontra pelo caminho.

ID:1591