Paradoxo da Poluição:Como a limpeza da poluição atmosférica provoca o aquecimento dos oceanos

Eles chamam isso de “A Bolha”. Uma vasta extensão de oceano que se estende periodicamente do Alasca à Califórnia aquece em até 4 graus Celsius (7 graus F), dizimando estoques de peixes, deixando aves marinhas famintas, criando flores de algas tóxicas, impedindo o retorno do salmão aos rios, deslocando leões marinhos e forçando as baleias a seguir rotas marítimas para encontrar comida.

O Blob foi formado pela primeira vez em 2013 e se espalhou por uma área do nordeste do Pacífico do tamanho do Canadá.Durou três anos e continua voltando – mais recentemente verão passado.Até agora, os cientistas não conseguiram explicar este aquecimento abrupto dos oceanos.As alterações climáticas, mesmo combinadas com ciclos naturais como o El Niño, não são suficientes.

Mas novo análise sugere uma causa inesperada.Xiaotong Zheng, meteorologista da Universidade Oceânica da China, e colegas internacionais argumentam que este aquecimento extraordinário é o resultado de uma limpeza dramática da poluição atmosférica chinesa.O declínio das partículas de smog, que protegem o planeta dos raios solares, acelerou o aquecimento e desencadeou uma cadeia de eventos atmosféricos em todo o Pacífico que, na verdade, cozinharam o oceano.

Outros pesquisadores conversados ​​por Yale Meio Ambiente 360 vemos a descoberta, feita com a ajuda de modelos climáticos aprofundados, como tendo implicações potencialmente críticas para o clima futuro no Pacífico e noutros locais.As emissões das pequenas partículas que causam o smog, conhecidas colectivamente como aerossóis, estão em declínio na maior parte do mundo – com excepção do Sul da Ásia e de África.Os cientistas estão preocupados com o facto de as limpezas aquecerem a atmosfera global e levarem a ondas de calor oceânicas regionais mais intensas.

A ideia de que a limpeza da poluição do ar pode piorar o aquecimento atmosférico parece contra-intuitiva.

Yangyang Xu, cientista atmosférico da Texas A&M University não envolvido no estudo, disse que isso mostra que “as reduções de aerossóis perturbarão o sistema climático de maneiras que nunca experimentamos antes.Isso nos dará surpresas.”

Na verdade, isso pode já estar a acontecer no Atlântico.Alguns pesquisadores com quem conversamos argumentam que o excepcional onda de calor que se espalhou pelo Atlântico Norte desde a Primavera do ano passado até Abril deste ano, fazendo com que os peixes fugissem para as águas mais frias do Árctico, pode ter devido a sua intensidade aos esforços internacionais para reduzir as emissões de aerossóis dos navios que atravessam o oceano.

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A ideia de que a limpeza da poluição do ar pode piorar o aquecimento atmosférico parece contra-intuitiva.Mas pequenas partículas suspensas na atmosfera, conhecidas coletivamente como aerossóis, são muito diferentes dos gases de efeito estufa.Em vez de aquecer o planeta retendo a radiação solar, eles o protegem espalhando a luz solar que entra e, às vezes, criando nuvens.

Eles não ficam no ar por mais do que alguns dias.Mas os modeladores climáticos calculam que, enquanto lá estão, evitam até um terço do aquecimento com efeito de estufa.

Nos últimos anos, contudo, esta influência de arrefecimento começou a diminuir em grande parte do mundo.Graças à legislação sobre ar limpo destinada a proteger a saúde pública, as emissões de aerossóis foram reduzidas na Europa e na América do Norte desde a década de 1980.E ao longo da última década, o mesmo aconteceu na China, onde os rígidos controlos governamentais sobre as indústrias sujas, introduzidos pelo Presidente Xi Jinping em 2013, reduziram as emissões globais de aerossóis em 70%, segundo Zheng.

Globalmente, existem agora menos aerossóis antropogénicos no ar em qualquer momento do que há décadas.Susanne Bauer, modeladora climática do Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA, diz este “ponto de viragem da era dos aerossóis” ocorreu na primeira década deste século e parece destinado a continuar, à medida que mais países procuram banir o smog.

Como resultado, dizem os cientistas, a máscara de aerossol está a escorregar, causando um aumento no aquecimento global em muitas regiões.“Atualmente, estamos a assistir a um aquecimento global impulsionado pelos gases com efeito de estufa, reforçado pela remoção de aerossóis”, diz Ben Booth, modelador climático no Reino Unido.Conheceu o escritório.

As repercussões climáticas disto não são inesperadas.As quedas previstas no resfriamento de aerossóis já foram levadas em consideração projeções do futuro aquecimento global pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC).Mas as novas descobertas de Zheng sobre a causa da bolha quente do Pacífico sugerem que também podemos esperar mais e maiores surpresas climáticas regionais.

Sem o efeito de arrefecimento dos aerossóis, o mundo já teria atingido o limiar de temperatura das perigosas alterações climáticas.

Por que isso?A resposta reside no facto de os aerossóis não permanecerem no ar durante tempo suficiente para se misturarem completamente na atmosfera.Assim, as limpezas nacionais de poluição criarão mapas radicalmente novos de distribuição de aerossóis.

Algumas áreas aquecerão muito mais do que outras, e este aquecimento diferencial tem o potencial de desestabilizar os padrões de circulação atmosférica, que são em grande parte impulsionados pelo calor.Isto é o que parece estar acontecendo no nordeste do Pacífico, diz Zheng.

Quando ele e Hai Wang, também da Ocean University of China, juntamente com colegas nos Estados Unidos e na Alemanha, modelaram os prováveis ​​impactos nos sistemas de circulação da recente limpeza do ar no leste da China, descobriram que a eliminação da poluição atmosférica do país causava aquecimento atmosférico excepcional na direção do vento sobre o Pacífico.

Isso alterou as pressões do ar e intensificado a Baixa Aleuta, uma área semipermanente de baixa pressão no Mar de Bering.Isto, por sua vez, reduziu a velocidade do vento mais a leste, limitando a capacidade dos ventos de arrefecer o oceano abaixo, proporcionando “uma condição favorável para o aquecimento extremo do oceano”.

Zheng e colegas alertam que as descobertas são um prenúncio de futuros eventos de bolhas quentes “desproporcionalmente grandes”.

Os aerossóis vêm em vários formatos e tamanhos, desde poeira e fuligem até pequenas partículas invisíveis aos olhos.Eles têm muitas fontes naturais, como incêndios florestais e tempestades de poeira.Mas desde a Revolução Industrial, a carga de aerossóis na atmosfera aumentou dramaticamente por fontes antropogénicas, principalmente pela queima de combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo.

Essas emissões incluem grandes volumes de dióxido de enxofre (SO2), um gás que reage prontamente com outros compostos do ar para criar pequenas partículas que sombreiam o planeta e podem atuar como núcleos de condensação que fazem com que a umidade atmosférica se aglutine em gotículas de água que formam nuvens. .

A queima de combustíveis fósseis produz dióxido de carbono, que aquece o planeta, e aerossóis que mascaram grande parte do aquecimento.As temperaturas atmosféricas dependem do equilíbrio entre as duas.O último IPCC avaliação da ciência climática, publicado em 2021, calculou que os gases com efeito de estufa estavam a produzir um efeito de aquecimento de cerca de 1,5 graus C, com 0,4 graus deste valor mascarado por aerossóis.

“Sem o efeito de arrefecimento dos aerossóis, o mundo já teria atingido o limiar de temperatura de 1,5 graus das alterações climáticas ‘perigosas’, tal como estabelecido pelo Acordo de Paris,” diz Johannes Quaas, meteorologista da Universidade de Leipzig e ex-autor principal do IPCC.

Mas o equilíbrio está a mudar à medida que cada vez mais países agem para reduzir as emissões de aerossóis.

Até recentemente, as emissões de aerossóis dos navios provavelmente arrefeciam o planeta mais do que as suas emissões de gases com efeito de estufa o aqueciam.

Eles fazem isso devido a uma crescente conscientização sobre os impactos dos aerossóis na saúde pública, que a Organização Mundial da Saúde calcula causam mais de 4 milhões de mortes prematuras por cancro e doenças respiratórias e cardiovasculares todos os anos.A poluição do ar reduziu a expectativa de vida em partes da China em até cinco anos, de acordo com um estudo Estudo de 2013.

Os países estão a exigir que as empresas de energia, as indústrias e os fabricantes de veículos filtrem as partículas e queimem combustível com baixo teor de enxofre ou instalem equipamento para retirar o SO2 das emissões das chaminés – eliminando assim as emissões de aerossóis e de SO2 sem reduzir a energia produzida pela queima do combustível.

A Europa e a América do Norte têm leis sobre ar limpo em vigor há quase meio século.Desde 2013 – após uma onda de poluição atmosférica debilitante em muitas cidades – a China tem seguido o exemplo, a uma velocidade vertiginosa.As suas emissões antropogénicas de aerossóis diminuíram 70% numa década e as emissões de SO2 foram reduzidas ainda mais, de 20,4 milhões de toneladas em 2013 para 2,4 milhões de toneladas em 2022.

Pesquisadores chineses acompanharam com algum detalhe o impacto disso no clima local.Yang Yang, físico atmosférico da Universidade de Ciência e Tecnologia da Informação de Nanjing, calcula que, em 2017, havia impulsionado a tendência existente de aquecimento com efeito de estufa no leste da China em 0,1 graus C.À medida que a limpeza se estende, inclusive ao transporte, ele espera este aquecimento extra aumentará para entre 0,2 e 0,5 graus C até 2030, e para mais de 0,5 graus C até 2060.https://flo.uri.sh/visualisation/18099847/embed

Yang prevê que também provocará mudanças na circulação atmosférica local que resultarão em mais chuvas no sul da China e além, em países próximos, como as Filipinas.A nova pesquisa de Zheng sugere que os efeitos já são muito mais duradouros, estendendo-se por todo o Pacífico para criar a Bolha nas costas dos EUA.

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Onde mais podemos esperar perturbações nas alterações climáticas locais?Fora da China, os investigadores estão a explorar o potencial de surpresas climáticas oceânicas decorrentes dos recentes esforços para reduzir as emissões de SO2 provenientes do transporte marítimo.

O diesel sujo e sulfuroso tem sido o combustível preferido nas caldeiras dos navios.Como resultado, as frotas marítimas do mundo emitiam até recentemente mais de 10 milhões de toneladas de SO2 anualmente, contribuindo entre 10 e 20 por cento da “força” antropogénica total do clima proveniente dos aerossóis, diz Michael Diamond, que estuda aerossóis e clima na Florida State University. .

Os navios são um causa principal da acumulação de aerossóis sobre os oceanos, onde normalmente existem poucas outras fontes antrópicas.Imagens de satélite mostram rastros nítidos de nuvens que se estendem ao longo das principais rotas marítimas.

A queima do combustível dos navios também emite dióxido de carbono, é claro.Mas, até recentemente, as emissões de aerossóis dos navios provavelmente arrefeceram o planeta mais do que as suas emissões de gases com efeito de estufa o aqueceram.Isso está mudando, no entanto.As naves parecem prestes a passar de refrigeradores planetários para aquecedores planetários.

A eliminação do metano, um gás com efeito de estufa de curta duração, pode proporcionar uma solução rápida para alguns dos impactos da perda de aerossóis.

Em 2020, a Organização Marítima Internacional (IMO) da ONU respondeu à crescente pressão para limpar o ar em torno dos portos, reduzindo o teor de enxofre permitido no combustível para transporte marítimo de 3,5% para 0,5%.A redução das emissões de SO2 dos navios já resultou em menos nuvens nas rotas marítimas e em temperaturas mais elevadas dos oceanos.

Diamond diz que tem um artigo atualmente sob revisão por pares cuja “conclusão é que algo como um terço da onda de calor marinha do Atlântico Norte [do ano passado] pode ser atribuível aos regulamentos da IMO”. Booth, por sua vez, é co-autor de um papel pré-impresso online este mês, que argumenta que as reduções nas emissões do transporte marítimo “podem ajudar a explicar parte do rápido salto nas temperaturas globais nos últimos 12 meses”.

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Para onde estamos indo?

Se o mundo trabalhar com sucesso no sentido de reduzir as emissões de gases com efeito de estufa nas próximas décadas, ao mesmo tempo que continua a reduzir os aerossóis, então ainda podemos esperar um aquecimento contínuo, para o qual as reduções de aerossóis são uma causa crescente.

Yang foi recentemente co-autor de um papel que prevê um mundo em meados do século em que o impacto do aquecimento do ar mais limpo “superará em muito o impacto dos gases com efeito de estufa”. Haverá “aumento das ondas de calor úmido com maior duração e amplitudes mais fortes”, diz ele.

Então, o que pode ser feito?Será que o mundo conseguirá ter ar limpo e ao mesmo tempo manter o aquecimento em níveis suportáveis ​​e evitar o agravamento das ondas de calor oceânicas?

A maioria dos cientistas contactados para este artigo concordaram que o melhor caminho continua a ser redobrar a aposta na redução das emissões de gases com efeito de estufa.Mas Diamond sugere que o dilema do aerossol destaca a necessidade de dar prioridade ao corte emissões de metano.

Este virulento gás com efeito de estufa é o segundo, depois do dióxido de carbono, em importância como agente de aquecimento planetário.Neste momento, observa Diamond, o seu efeito de aquecimento é quase idêntico ao efeito médio de arrefecimento das emissões contínuas de aerossóis.E como o metano é um gás com efeito de estufa de vida relativamente curta, persistindo na atmosfera apenas cerca de uma década, a sua eliminação pode proporcionar uma solução rápida para alguns dos impactos dos aerossóis perdidos.Felizmente, existem frutos ao alcance da mão para conseguir isso:As ações mais fáceis e baratas incluem impedir a liberação de metano de poços e oleodutos de gás e petróleo.

Para ser claro, ninguém – mas ninguém – sugere que devamos parar a limpeza de aerossóis.O número de mortos seria muito grande.

Fonte: Yale