A atividade humana afeta a estrutura vertical da atmosfera

Original em inglês por Anne M Stark, LLNL.

Representação gráfica das “digitais” – tanto das atividades humanas, quanto as da natureza – sobre a estrutura vertical da atmosfera. As mudanças decorrentes das atividades humanas, tais como a produção acelerada de gases de efeito estufa, faz com que a estratosfera esfrie, enquanto a troposfera, do meio para cima, se aqueça. Um novo estudo comprova que as influências naturais não poderiam causar sozinhas essas mudanças de temperaturas.

Crédito da imagem: Lawrence Livermore National Laboratory. (Imagem ampliada)

As influências das atividades humanas causaram um impacto direto no padrão latitude/altitude da temperatura atmosféricas. Esta é a conclusão de um novo relatório apresentado pelos cientistas do Lawrence Livermore National Laboratory e seis outras instituições científicas. A pesquisa compara vários registros feitos por satélites de mudanças nas temperaturas atmosféricas com os resultados de simulações computadorizadas de grande tamanho e vários modelos.

“A atividade humana tem efeitos muito diferentes sobre as temperaturas da atmosfera superior e inferior, e uma digital muito diferente das influências puramente naturais”, afirma Benjamin Santer, o principal autor do artigo publicado na edição de 16 de setembro de Proceedings of the U.S. National Academy of Sciences. “Nossos resultados fornecem indícios claros de uma distinta influência humana sobre a estrutura térmica da atmosfera”.

Os dados das observações por satélites e as previsões do modelo de computação da resposta à influência humana têm um padrão comum de latitude/altitude de mudanças da temperatura atmosférica. As características principais desse padrão são, em escala global, o aquecimento da troposfera e o resfriamento da estratosfera, ao longo dos registros dos satélites por 34 anos. (A troposfera é a parte mais baixa da atmosfera da Terra. A estratosfera fica acima da troposfera.)

“Os atuais modelos climáticos provavelmente não são capazes de produzir este padrão de sinal distinto, somente pela variabilidade interna, ou em resposta a mudanças causadas por fenômenos naturais, tais como variações na radiação solar, ou aerossóis espalhados por erupções vulcânicas”, diz Santer.

As flutuações internas naturais no clima são geradas por complexas interações no sistema atmosfera-oceano, tais como o bem conhecido El Niño. As influências externas incluem mudanças causadas pelas atividades humanas, tais como os gases de efeito estufa, camada estratosférica de ozônio e outros agentes sobre as radiações, assim como flutuações de origem puramente natural na radiação solar e os aerossóis vulcânicos. Cada uma dessas influências deixa uma “digital” inconfundível no padrão detalhado por latitude/altitude de mudanças na temperatura atmosférica.

A informação das digitais se comprovou particularmente útil para separar as influências climáticas das atividades humanas, solares e vulcânicas.

“O padrão de mudanças de temperaturas que foi observado no sentido vertical na atmosfera, desde o nível do chão até a estratosfera, se ajusta ao que era esperado da atividade humana de emissão de gases de efeito estufa. O mesmo padrão entra em conflito com o que seria de se esperar de outras explicações, tais como flutuações na emissão de radiações pelo Sol”, explica Santer.

Outra pesquisadora do LLNL, co-autora do artigo, Celine Bonfils, observa que grandes erupções vulcânicas também podem perturbar profundamente a estrutura vertical da temperatura atmosférica. “Durante o período de recuperação de tais erupções, também acontecem o aquecimento da troposfera e o resfriamento da estratosfera”, diz ela. “Porém, de forma diferente das influências vulcânicas, as mudanças de temperaturas atmosféricas causadas pela atividade humana afetam todas as latitudes e duram mais tempo. Isto sugere que as recentes mudanças de temperaturas não são uma simples recuperação de eventos vulcânicos passados”.

Os outros cientistas do Livermore incluem Jeff Painter, Peter Gleckler, Charles Doutriaux e Karl Taylor. A equipe de pesquisadores contou ainda com cientistas do Remote Sensing Systems (Carl Mears e Frank Wentz), do Massachusetts Institute of Technology (Susan Solomon), da Universidade de Adelaide, Austrália (Tom Wigley), do NASA/Goddard Institute of Space Studies (Gavin Schmidt), do Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis (Nathan Gillett) e do Nansen Environmental and Remote Sensing Center, Noruega (Peter Thorne).


As pequenas colisões dão energia às tempestades de poeira

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08 de agosto de 2013
Por: Sophie Bushwick, Contribuidora do ISNS
(ISNS) – Tempestades de poeira podem varrer milhões de toneladas de solo e mandar o turbilhão de poeira a milhares de quilômetros de distância. Muito embora essas tempestades pareçam ser enormemente poderosas, parte de sua força na verdade deriva da fonte mais aparentemente insignificante: as colisões em pleno ar entre os grãos de poeira ou areia.
Quando as partículas em suspensão no ar se chocam contra o chão durante uma tempestade de poeira, elas lançam as partículas que repousavam no solo, para atmosfera, da mesma forma que uma ventania recolhe as gotículas d’água de um lago. Este processo, chamado saltação, carrega ainda mais poeira e debris para a atmosfera. Algumas dessas partículas vão voar como saltons, enquanto que as assim chamadas reptons caem de volta e se assentam sobre o solo.
Porém um novo estudo publicado na Physical Review Letters sugere que o destino de uma partícula depende de mais fatores do que estes derrame sobre o solo. Uma colisão em pleno ar pode modificar o comportamento individual de uma partícula — e o movimento da tempestade como um todo.
Para examinar os efeitos dessas colisões, uma equipe internacional de pesquisadores criou um modelo tri-dimensional de computação que incorpora o comportamento de partículas individuais durante uma tempestade de poeira, dando a cada partícula o tamanho aproximado de um grão de areia.
Quando os cientistas mandavam sua simulação ignorar essas colisões em pleno ar, o fluxo da tampestade ficava três vezes mais fraco do que quando o computador levava em conta essas colisões. Isso soa meio contra-intuitivo — seria de se esperar que ir de encontro a um obstáculo fosse encurtar a trajetória de uma partícula, não aumentá-la. No entanto, as colisões em pleno ar podem criar mais saltons que voam mais alto, o que acrescenta mais poeira à tempestade.
“Os saltons passam a maior parte do tempo no ar e, por causa disso, ganham mais velocidade graças às interações com os ventos”, explica o co-autor Nuno Araújo do Instituto de Materiais de Construção de Zurique. “Assim, quando eles colidem com o chão, causam um efeito splash maior”.
Claramente, os saltons podem contribuir para a intensidade de uma tempestade. Porém sua criação depende de colisões com o chão, não com outras partículas em suspensão no ar, ao menos de acordo com o modelo original. O novo estudo afirma que esse quadro está errado. Para começo de conversa, os reptons se dividem em duas categorias distintas: os rastejantes que mantêm o contato com o chão, e os saltadores que dão pequenos saltos sobre a superfície.
“Quando os saltons tentam voltar e tocar o chão, eles colidem com esses saltadores”, explana Araújo. “Em vez de caírem direto no chão, eles tocam um e tocam outro. O que estamos explicando agora é que esses saltons são criados devido ao histórico de colisões que eles têm em pleno ar, não durante o splash. Na maioria das vezes, é quando estão no meio do salto que os saltadores colidem com outras partículas e se tornam saltons”.
Além de poder incluir ou excluir as colisões em pleno ar em suas tempestades de poeira, os pesquisadores também podiam alterar várias propriedades de suas partículas simuladas. Isto os ajudou a encontrar os fatores que maximizariam o fluxo de debris voadores.
Os cientistas descobriram que uma tempestade fica mais forte quando for feita do tipo de partículas que percam cerca de 30% de sua energia cinética em uma colisão. E – surpresa!… – grãos de areia preenchem estes requisitos.
A areia é o material perfeito para aumentar a intensidade de uma tempestade de poeira, o que explica por que as tempestades de areia podem ser tão destrutivas. Além de jogarem o solo de um lado para o outro, tempestades de poeira e areia contribuem para a erosão, danos a obras humanas e uma pletora de problemas de saúde, desde asma até os fungos aeromóveis que causam a febre do vale de San Joaquin.
Para se preparar adequadamente para essas tempestades e, quem sabe, impedir que a poeira se torne voadora, para começar, os cientistas precisam fazer modelos de tempestades de poeira tão acurados quanto possível. “Não se pode começar observando um modelo e identificar exatamente quais serão os locais de onde a poeira pode subir”, afirma William Sprigg, da Universidade do Arizona em Tucson.
Uma vez que os pesquisadores saibam a fonte da poeira, eles podem tentar mantê-la no chão, usando vários métodos, desde a proibição de veículos recreacionais, o que permite que a área mantenha uma crosta firme, até a mais trabalhosa colocação de redes com sementes, o que criaria uma vegetação de superfície para manter o solo fixo.
Embora a incorporação do novo estudo possa acrescentar novas informações para os modelos de tempestades de poeira, alguns deles já provaram sua capacidade. Por exemplo, o Dust REgional Atmosphere Model, (DREAM = Modelo Regional de Poeira) da Universidade do Arizona, desenvolvido por Slobodan Nickovic. Em julho de 2011, o DREAM previu a massiva tempestade de poeira que engolfou a cidade de Phoenix, Arizona.
Tal como descreve Sprigg, “Essa poeira tem quilômetros de altura, cerca de 60 km de profundidade. E nosso modelo se saiu muito bem na previsão do que essa tempestade iria se tornar com dois dias de antecedência”.
E enquanto as novas informações sobre as colisões em pleno ar podem auxiliar os sistemas de previsão de tempestades de poeira, também tem outras aplicações. Afinal, a saltação não afeta apenas a formação de tempestades de poeira, ela também contribui para a movimentação dos solos dos desertos.
Como explica Araújo, “Esta mudança de comportamento no transporte em massa pode modificar o que sabemos acerca da formação e evolução das dunas”.

Sophie Bushwick é uma escritora de ciências freelance da cidade de Nova York. Seus trabalhos já foram publicados em vários meios de comunicação impressos e online.

 

O oceano aquecido está derretendo a calota da Antártica

O aquecimento dos oceanos está causando a maior parte da perda de massa das plataformas da Antártica

06.13.13
This photo shows the ice front of Venable Ice Shelf, West Antarctica, in October 2008Esta foto mostra a Plataforma de Gelo Venable, Antártica Ocidental, em outubro de October 2008.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UC Irvine
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Rates of basal melt of Antarctic ice shelves (melting of the shelves from underneath) overlaid on a 2009 mosaic of Antarctica created from data from NASA's Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) instrument aboard NASA's Terra and Aqua spacecraft

As taxas do derretimento basal das plataformas de gelo da Antártica (o derretimento das plataformas por baixo) sobrepostas a um mosaico de 2009 criado a partir de dados do Espectro-radiômetro de Resolução Moderada (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer =MODIS), um instrumento a bordo dos satélites Terra e Aqua da NASA. Sombreados em vermelho denotam taxas de derretimento menores que 5 metros por ano (condição de congelamento), enquanto o sombreado em azul representa derretimento maior que 5 metros por ano (condição de derretimento). Os perímetros das plataformas de gelo em 2007-2008, excluindo afloramentos e ilhas de gelo, são mostrados nas linhas negras finas. Cada gráfico circular mostr a proporção da perda total da massa de gelo em cada plataforma, expresso em gigatons por ano, com a proporção da perda de gelo devida a “calving” (o “descascamento” natural) denotado pelas linhas hachreadas e a proporção de perda basal em negro sólido.  Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/UC Irvine/Columbia University

Imagem ampliada

PASADENA, Califórnia — As águas dos oceanos que derretem por baixo as plataformas de gelo da Antártica são as responsáveis pela maior parte da perda da calota de gelo do continente, conforme descobriu um novo estudo da NASA e de pesquisadores de universidades.

Os cientistas estudaram as taxas de derretimento basal – ou seja: o derretimento das plataformas de gelo desde debaixo – de cada uma das plataformas de gelo, aquelas extensões das geleiras que vazam para o mar. No entanto, este é o primeiro estudo compreensivo de todas as plataformas de gelo da Antártica. O estudo descobriu que o derretimento basal respondia por 55% de toda a perda de massa das plataformas de gelo da Antártica de 2003 a 2008, uma quantidade muito maior do que se acreditava antes.

A Antárctica contém 60% de toda a água doce do planeta, retida em sua massiva calota polar. As plataformas de gelo escoram as geleiras por trás delas, modulando a velocidade com a qual esses rios de gelo desaguam no oceano. Estabelecer como as plataformas de gelo derretem, vai ajudar os cientistas a melhorar as projeções de como a Calota Polar Antártica vai responder ao aquecimento dos oceanos e contribuir para a elevação do nível dos mares. Isto servirá também para melhorar os modelos globais de circulação oceânica, fornecendo uma estimativa melhor da quantidade de água doce que o derretimento das plataformas de gelo adicionam às águas costeiras da Antártica.

O estudo emprega reconstruções da acumulação de gelo, leituras da espessura do gelo feitas por satélites e aeronaves, e mudanças na elevação e velocidade do gelo para estabelecer o quão rápido as plataformas de gelo derretem e comparar a massa perdida com a quantidade liberada pelo fracionamento, ou liberação de icebergs.

“A visão tradicional da perda de massa [da calota] da Antártica era que ela era quase que totalmente controlada pela liberação de icebergs”, diz Eric Rignot do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Passadena e da Universidade da Califórnia em Irvine. Rignot é o principal autor do estudo que será publicado na edição de 14 de junho da Science. “Nosso estudo demonstra que o derretimento por baixo, pelas águas dos oceanos, é maior e isto deve mudar nossa perspectiva sobre a evolução da calota de gelo em um clima aquecido”.

Calving front of an ice shelf in West Antarctica.

Frente de fratura de uma plataforma de gelo na Antártica Ocidental. A visão mais tradicional sobre as plataformas de gelo, as extensões flutuantes das geleiras por sobre o mar, era que a maior parte da perda do gelo era pelo descolamento de icebergs. Crédito: NASA/GSFC/Jefferson Beck
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Plataformas de gelo crescem através de uma combinação de gelo terrestre fluindo para o mar e a neve que se acumula sobre sua superfície. Para estabelecer quanto gelo e quanta neve contribuem em cada plataforma de gelo específica e o quanto se transforma em um iceberg, quando ela se rompe, a equipe de pesquisa usou um modelo climático regional de acumulação de neve e combinou os resultados com os dados da velocidade do gelo dos satélites, medições da espessura do gelo pela missão IceBridge da NASA – uma contínua missão de observação aérea dos polos da Terra – e um novo mapa do leito rochoso da Antártica. Usando essas informações, Rignot e seus colegas foram capazes de deduzir se a plataforma de gelo estava perdendo massa pelo derretimento basal ou ganhando massa pelo congelamento basal das águas dos mares.

Em alguns lugares, o derretimento basal suplantava o desprendimento de icebergs. Em outros lugares, acontece o oposto. Porém, no total, as plataformas de gelo da Antártica perderam 1.325 trilhões de quilogramas de gelo por ano de 2003 a 2008 através do derretimento basal, enquanto que o desprendimento dos icebergs respondeu por 1.089 trilhões de quilogramas a cada ano.

O derretimento basal pode ter um impacto maior sobre a circulação oceânica do que o desprendimento dos icebergs. Os icebergs liberam lentamente a água derretida, enquanto garram do continente. Porém o forte derretimento perto das profundas linhas de fundo, onde as geleiras perdem sua adesão ao fundo do mar e começam a flutuar como plataformas de gelo, vaza grandes quantidades de água doce perto da linha costeira do Atlântico. Esta água menos densa não se mistura e afunda tão prontamente quanto a água mais fria e salgada, e isto pode estar modificando a taxa de renovação da água do fundo.

This photo shows the ice front of the ice shelf in front of Pine Island Glacier, a major glacier system of West Antarctica

Esta foto mostra a frente de fracionamento da plataforma de gelo em frente da Geleira de Pine, um dos principais sistemas de gelerias da Antártica Ocidental. A imagem foi obtida durante a campanha conjunta de NASA/Centro de Estudios Cientificos, Chile (CECS) na Antártica no outono de 2002. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UC Irvine
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“Mudanças no derretimento basal estão contribuindo para modificar as propriedades das águas do fundo do Atlântico, um dos componentes da circulação oceânica acima”, diz um dos autores, Stan Jacobs, oceanógrafo do Observatório da Terra Lamont-Doherty da Universidade de Columbia em Palisades, N.Y. “Em algumas áreas isto pode causar impacto sobre os ecossistemas, através de ressurgências costeiras, o que traz consigo os micro-nutrientes, tais como o ferro, que alimentam as marés vermelhas no verão”.

O estudo descobriu que o derretimento basal está distribuído de forma assimétrica em torno do continente. As três plataformas gigantes de Ross, Filchner e Ronne, que perfazem dois terços de toda a área de plataformas de gelo da Antártica, respondem por somente 15% do derretimento basal. Enquanto isto, menos do que uma dúzia das pequenas plataformas de gelo que flutuam sobre águas “quentes” (águas do mar poucos graus acima do ponto de congelamento), produziam metade de todo o derretimento, durante o mesmo período. Os cientistas detectaram uma taxa similar de derretimento basal por baixo de seis pequenas plataformas de gelo ao longo da Antártica Oriental, uma região ainda pouco conhecida por conta da raridade das medições.

Os pesquisadores também compararam as taxas nas quais as plataformas de gelo estão se fracionando à velocidade com que o próprio continente está perdendo massa e descobriram que, na média, as plataformas de gelo perderam massa duas vezes mais rápido do que a calota da Antártica, durante o período do estudo.

“O derretimento das plataformas de gelo não significa necessariamente que uma plataforma de gelo esteja em decadência: isto pode ser compensado pelo fluxo de gelo do continente”, diz Rignot. “Porém em vários lugares em torno da Antártica, as plataformas de gelo estão derretendo rápido demais e uma consequência disto é que as geleiras e todo o continente estão mudando também”.

 

Aquecimento Global – CO2 ou CFC? [2]

Não foi a toa que eu recomendei ao leitor que absorvesse o post anterior – traduzido de um press-release da Universidade de Waterloo (Canadá), divulgado por meio do EurekAlert, o noticioso da American Association for the Advancement of Science (AAAS) – com mais do que uma pitada de sal. O próprio site do EurekAlert tem (lá escondidinho no rodapé) um link para o seguinte disclaimer:

AAAS disclaims responsibility for the accuracy of material posted to EurekAlert! by contributing institutions and for the use of any information obtained through EurekAlert!. Support from sponsors does not influence content or policy.

Em português;

A AAAS não se responsabiliza pela precisão do material postado no EurekAlert! pelas instituições contribuintes e pelo uso de qualquer informação obtida através do EurekAlert! O apoio de patrocinadores não tem qualquer influência sobre o conteúdo ou as políticas.

Ou seja: vendemos o peixe pelo mesmo preço que compramos…

Claro que é de se supor que uma Universidade tem um nome a zelar e não vai publicar um press-release bombástico se não for uma notícia com um mínimo de credibilidade científica, né?… Errado!

Uma primeira coisa que se verifica ao seguir o EurekAlert é que certas descobertas, feitas por equipes compostas por pesquisadores de várias universidades, são livremente apregoadas por cada uma delas como se, sem elas, o resto do mundo continuaria na ignorância.

Outra é que a maioria dos trabalhos ditos “revolucionários” não o são… Uma boa rule of thumb para detectar bullshit é o título: se nele aparecerem os termos “sheds a new light” e/ou “groundbreaking” provavelmente é algo insignificante. Outro indício é o emprego do termo “the Holy Grail of (whatever)”.

Neste caso, em particular, o perpetrador autor do press-release não usou nenhum desses termos. Só exagerou um pouco na fanfarra… e eu caí como um patinho…

O site SkepticalScience publicou uma contestação do trabalho do Professor Lu: Lu Blames Global Warming on CFCs (Curve Fitting Correlations) que denuncia a total falta de rigor científico do novo trabalho de Lu. Entre outras coisas, a principal acusação é que Lu simplesmente desprezou todos os dados que associam o aumento das concentrações de CO2 na atmosfera ao aquecimento global e se concentrou apenas nos que serviam como argumento para sua tese sobre os CFCs. E de uma certa desonestidade científica, ao considerar apenas as temperaturas de superfície como indicadores – notadamente se lembrarmos que a maior parte da superfície terrestre é coberta por oceanos e a temperatura média destes tem aumentado constantemente, coisa que Lu simplesmente deixa de lado.

Quibando do post do SkepticalScience:

No entanto, um desequilíbrio global de energia não tem impacto apenas sobre as temperaturas da superfície. Na verdade, somente cerca de 2% do aquecimento global é gasto em aquecer a atmosfera, enquanto 90% aquece os oceanos. Ao longo da última década, o aquecimento dos oceanos e geral da terra continuaram a aumentar rapidamente, acumulando o equivalente à detonação de 4 bombas nucleares de Hiroshima por segundo (Figura 1).

Fig 1

Figura 1: Aquecimento terrestre, atmosférico e das calotas de gelo (vermelho); aumento do Conteúdo de Calor Oceânico (OHC) de 0 a 700m (azul claro); e aumento do Conteúdo de Calor Oceânico de 700 a 2.000 metros (azul escuro). Fonte: Nuccitelli et al. (2012).

A refutação continua, se perguntando por que uma Universidade como Waterloo teria difundido um press-release bombástico assim, mesmo considerando que o artigo de Lu foi aceito por uma publicação “de baixo impacto” (para ser bem claro: pouco confiável). O SkepticalScience é cavalheiresco o suficiente para não tirar conclusões… mas só o fato de que esse press-release foi imediatamente saudado pelos órgãos da imprensa porta-vozes dos maiores interessados em desmentir o aquecimento global (exemplo: o colunista Lawrence Solomon do Financial Post, que chama Lu de “uma estrela ascendente”) me leva à triste conclusão de que a Universidade de Waterloo anda atrás de um recurso escasso atualmente… (não… “bom-senso” sempre foi escasso… eu estou falando de grana, mesmo!…)

Aquecimento global – CO2 ou CFC?


University of Waterloo

O aquecimento global é causado pelos CFCs, não pelo dióxido de carbono, diz novo estudo

 IMAGEM: Gráfico comparativo das temperaturas globais com as concentrações de CO2 e CFCs na atmosfera.
Clique aqui para créditos e imagem ampliada.

WATERLOO, Ontário, Canadá. (quinta-feira, 30 de maio de 2013) — Os clorofuorcarbonetos (CFCs) são os responsáveis pelo aquecimento global desde a década de 1970 e não o dióxido de carbono, de acordo com uma nova pesquisa da Universidade de Waterloo publicada na edição desta semana de International Journal of Modern Physics B.

Já se sabia que os CFCs destruíam a camada de ozônio da atmosfera, porém uma análise estatística profunda mostra agora que os CFCs são também os componentes chave das mudanças climáticas globais e não as emissões de dióxido de carbono (CO2).

“O modo de pensar tradicional diz que a emissão pela atividade humana de gases diferentes dos CFCs, tais como o dióxido de carbono, são os principais causadores do aquecimento. Porém nós observamos os dados até a Revolução Industrial que mostram que essa compreensão convencional está errada”, afirma Qing-Bin Lu, professor de física e astronomia, biologia e química na Faculdade de Ciências de Waterloo. “De fato, os dados mostram que os CFCs, em conspiração com os raios cósmicos, causaram tanto o buraco polar na camada de ozônio, como o aquecimento global”.

“As teorias mais convencionais preveem que as temperaturas globais continuem a aumentar no passo em que os níveis de CO2 levels continuem aumentando, como têm feito desde o entorno de 1850. O que é chocante é que as temperaturas globais, desde 2002, na verdade diminuíram – coincidindo com um declínio dos CFCs na atmosfera”, explica o Professor Lu. “Meus cálculos do efeito estufa dos CFCs mostram um aquecimento global de cerca de 0,6 °C de 1950 a 2002, no entanto a Terra na verdade esfriou a partir de 2002. A tendência de resfriamento deve continuar pelos próximos 50-70 anos, na medida em que a quantidade de CFCs na atmosfera continuar a diminuir”.

As descobertas têm como base uma análise estatística profunda dos dados observados desde 1850 até os dias de hoje, A teoria de reação dos elétrons aos raios cósmicos do Professor Lu (cosmic-ray-driven electron-reaction = CRE) da depleção do ozônio e sua pesquisa anterior sobre a depleção de ozônio sobre a Antártica e temperaturas da superfície global.

 IMAGEM: Gráfico comparativo dos ciclos solares de 11 anos, resfriamento da estratosfera e a camada de ozônio polar. 
Clique aqui para créditos e imagem ampliada.

“A ideia geralmente aceita por duas décadas é que a camada de ozônio era depletada pela destruição dos CFCs na atmosfera pela luz ultravioleta do Sol”, prossegue ele. “Em contraste, a teoria CRE diz que os raios cósmicos – partículas de energia originárias do espaço – exercem o papel dominante na ruptura das moléculas que causam a depleção do ozônio e, então, do próprio ozônio”.

A teoria de Lu vem sendo confirmada pelos dados das observações correntes de raios cósmicos, CFCs, ozônio e da temperatura da estratosfera, ao longo de vários ciclos solares de 11 anos. “A CRE é a única teoria que nos fornece uma excelente reprodução das variações em ciclos de 11 anos, tanto das perdas de ozônio polares, como do esfriamento da estratosfera”, afirma o Professor Lu. “Depois de remover o efeito natural dos raios cósmicos, meu novo artigo demonstra uma pronunciada recuperação de ~20% do buraco de ozônio sobre a Antártica, consistente com o declínio dos CFCs na estratosfera polar”.

Comprovando a ligação entre os CFCs, a depleção do ozônio e as mudanças das temperaturas na Antártica, o Professor Lu foi capaz de obter uma relação quase perfeita entre as elevações das temperaturas de superfície globais e os CFCs na atmosfera.

“O clima na estratosfera Antártica foi completamente controlado pelos CFCs e raios cósmicos, sem qualquer impacto do CO2. A mudança na temperatura de superfície global, depois da remoção do efeito solar, não mostrou qualquer relação com o CO2, mas, sim, uma relação linear quase perfeita com os CFCs – um coeficiente de correlação alto como 0,97.”

Dados colhidos de 1850 a 1970, anteriores a qualquer emissão significativa de CFCs, mostram que os níveis de CO2 aumentaram significativamente, como resultado da Revolução Industrial, porém a temperatura global, excluído o efeito solar, se manteve quase constante. O modelo de aquecimento convencional de CO2, sugere que as temperaturas deveriam ter aumentado de 0,6°C ao longo deste período, similar ao período de 1970-2002.

As análises indicam da dominância da teoria CRE de Lu e o sucesso do Protocolo de Montreal sobre Substâncias que Depletam a Camada de Ozônio.

 IMAGEM: Professor Qing-Bin Lu
Clique aqui para créditos e imagem ampliada.

“Já sabíamos há algum tempo que os CFCs tinham um efeito realmente danoso em nossa atmosfera e tomamos as medidas para reduzir suas emissões”, diz o Professor Lu. “Agoras sabemos que esforços internacionais, tais como o Protocolo de Montreal, também tiveram um efeito profundo sobre o aquecimento global, porém estas devem ter uma base científica mais sólida”.

“Este estudo sublinha a importância da compreensão da ciência básica subjacente a depleção da camada de ozônio e a mudança climática global”, declarou Terry McMahon, decano da Faculdade de Ciênicas. “Esta pesquisa é de particular importância não só para a comunidade de pesquisas, como também para os responsáveis pelas políticas e o público em geral, na medida em que envisionamos o futuro de nosso clima”.

O artigo do professor Lu, Cosmic-Ray-Driven Reaction and Greenhouse Effect of Halogenated Molecules: Culprits for Atmospheric Ozone Depletion and Global Climate Change, também prevê que o nível global dos mares continuará a subir por alguns anos, na medida em que a camada de ozônio se recupera, e o aumento no derretimento das calotas polares.

“Somente quando o efeito da recuperação da temperatura global obtiver o domínio sobre o da recuperação dos buracos de ozônio polares, tanto as temperaturas, como o derretimento das calotas polares cirão conjuntamente”, afirma Lu.

O artigo, revisto por pares, publicado nesta semana, fornece não só novas compreensões fundamentais sobre os buracos de ozônio e as mudanças climáticas globais, como tem uma capacidade de predição superior em comparação com os modelos convencionais de depleção de ozônio pela luz solar e aquecimento causado pelo aumento do CO2.

 

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Referencia do artigo:

Cosmic-Ray-Driven Reaction and Greenhouse Effect of Halogenated Molecules: Culprits for Atmospheric Ozone Depletion and
Global Climate Change
Qing-Bin Lu, University of Waterloo

Publicado em 30 de maio em International Journal of Modern Physics B Vol. 27 (2013) 1350073 (38 páginas).

O artigo está disponível online em: http://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/S0217979213500732


Nota do Tradutor:

Publico este post, recomendando sua absorção com mais do que uma pitada de sal… Primeiro porque as credenciais do Professor Lu são as de um  homem-dos-sete-instrumentos. Segundo porque nenhuma agência noticiosa repercutiu ainda uma novidade tão bombástica.

Ver para crer…

O terceiro cinturão de Van Allen


NASA/Goddard Space Flight Center

A sonda Van Allen da NASA descobre uma surpresa em torno da Terra

 IMAGEM: Em 31 de agosto de 2012, uma protuberância solar explodiu, lançando partículas e uma onda de choque que passou perto da Terra.

Clique aqui para mais informações.

Após o lançamento da maior parte das espaçonaves científicas da NASA, os pesquisadores esperam pacientemente por meses, à medida em que os instrumentos são ligados, um de cada vez, lentamente levados à máxima potência e testados para se assegurar que eles funcionam em plena capacidade. É um rito de passagem para qualquer novo satélite no espaço e uma agenda assim estava programada para as Sondas Van Allen quando elas foram lançadas em 30 de agosto de 2012 para estudar os dois cinturões de radiação gigantes que circundam a Terra.

No entanto, um grupo de cientistas da missão resolveu mudar esses planos. Eles pediram que o Telescópio Relativístico Elétron Próton (Relativistic Electron Proton Telescope = REPT) fosse ligado bem cedo – apenas três dias após o lançamento – a fim de que suas observações se superpusessem com as de outra missão chamada SAMPEX (Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer = Explorador de Partículas Solares, Anômalas e Magnetosféricas) que iria em breve sair de órbita e re-entrar na atmosfera terrestre.

Foi uma decisão afortunada. Logo antes do REPT ser ligado, a atividade no Sol tinha emitido um jorro de energia na direção da Terra que fez os cinturões de radiação oscilarem. O instrumento REPT funcionou bem desde que foi ligado em 1º de setembro. Ele realizou observações dessas novas partículas aprisionadas entre os cinturões, registrando suas altas energias e o aumento de tamanho dos cinturões.

Aí aconteceu algo que ninguém tinha visto antes: as partículas de assentaram em uma nova configuração que exibia um cinturão extra, o terceiro, que se projetava para o espaço. Alguns poucos dias após seu lançamento, as sondas Van Allen mostraram aos cientistas algo que os faria re-escrever seus livros-texto.

“Lá pelo quinto dia após o REPT ser ligado, nós conseguimos plotar nossas observações e observar a formação de um terceiro cinturão de radiação”, disse Shri Kanekal, o cientista adjunto para a missão das Sondas Van Allen no Centro Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, co-autor de um artigo sobre esses resultados. “Nós chegamos a pensar que havia algo errado com nossos instrumentos. Nós verificamos tudo, mas não havia coisa alguma errada. O terceiro cinturão persistiu lindamente, dia após dia, semana após semana, por quatro semanas”.

Os cientistas publicaram seus resultados em um artigo na Science de 28 de fevereiro de 2013. A incorporação desta nova configuração a seus modelos dos cinturões de radiação dá aos cientistas novas pistas sobre o que causa a mudança de formato dos cinturões – uma região que pode algumas vezes oscilar dramaticamente em resposta à energia emitida pelo Sol, causando impactos sobre satélites e espaçonaves ou apresentar riscos potenciais ao voo espacial tripulado.

Os cinturões de radiação, ou cinturões de Van Allen, foram descobertos com os primeiros lançamentos de satélites em 1958  por James Van Allen. Missões subsequentes observaram partes dos cinturões – inclusive a SAMPEX que observou os cinturões por baixo – porém o que causa tal variação dinâmica permanecia algo de misterioso. Realmente, tempestades aparentemente semelhantes vindas do Sol, às vezes causavam efeitos completamente diferentes nos cinturões, ou, em outras, não mudavam coisa alguma.

As Sondas Van Allen consistem em duas espaçonaves idênticas com a missão de mapear essa região com detalhes requintados, catalogando uma ampla gama de energias e partículas e rastreando o zoológico de ondas magnéticas que pulsam pela área, algumas vezes acelerando as partículas a velocidades tão extremas que elas escapam inteiramente dos cinturões.

 IMAGEM: Dois anéis gigantes de radiação, conhecidos como os Cinturões de Van Allen Belts, que circundam a Terra, foram descobertos em 1958. Em 2012, as Sondas Van Allen descobriram um terceiro cinturão.

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“Nós já tínhamos uma longa série de dados de missões como a SAMPEX”, diz Daniel Baker que é o principal investigador do REPT na Universidade do Colorado em Boulder e principal autor do artigo na Science. “Porém nós nunca estivemos dentro da garganta do acelerador que funciona uns poucos quilômetros acima de nossas cabeças, acelerando essas partículas a velocidades incríveis”.

Em seus primeiros seis meses em órbita, os instrumentos nas Sondas Van Allen funcionaram excepcionalmente bem e os cientistas estão entusiasmados com a catadupa de observações que chegam com uma clareza sem precedentes. Esta é a primeira vez que os cientistas puderam reunir um conjunto completo de dados acerca dos cinturões, com o bônus adicional de observá-los a partir de duas espaçonaves separadas que podem mostrar mais claramente como os eventos transitam pela área.

A descoberta de algo novo no espaço tal como o terceiro cinturão de radiação, tem mais implicações do que o simples conhecimento de que um tal terceiro cinturão é possível. Em uma região do espaço que permanece ainda tão misteriosa, quaisquer observações capazes de ligar certas causas a certos efeitos adiciona uma nova peça de informação ao quebra-cabeças.

Baker gosta de comparar os cinturões de radiação aos anéis de armazenagem de partículas nos aceleradores dos laboratórios de física. Nesses aceleradores, usa-se campos magnéticos para manter as partículas orbitando em círculos, enquanto se usa ondas de energia para enviar essas partículas a velocidades cada vez maiores. Nesses aceleradores, tudo tem que ser cuidadosamente sintonizado com o tamanho e formato do anel, e com as características dessas partículas. Os Cinturões de Van Allen dependem de uma sintonia similar. Uma vez que os cientistas observam os anéis somente em certos lugares e certas ocasiões, eles podem calcular com mais exatidão quais partículas e quais ondas devem estar causando um determinado formato. Cada novo conjunto de observações ajuda a estreitar o campo ainda mais.

“Nós podemos oferecer estas novas observações aos teóricos que vão modelar o que está acontecendo nos cinturões”, diz Kanekal. “A natureza nos presenteia com este evento – ele está bem aí, é um fato, não há o que discutir – e agora temos que explicar por que é este o caso. Por que o terceiro cinturão persistiu por quatro semanas? Por que ele se modifica? Toda esta informação nos ensina mais sobre o espaço”.

Os cientistas já têm teorias sobre exatamente qual tipo de ondas varrem para fora as partículas na região do “escaninho” entre os dois primeiros cinturões. Agora eles têm que criar modelos para descobrir quais ondas têm as características corretas para varrer as partículas para fora da nova região de “escaninho” ainda mais longe também. Outra observação fascinante para explorar reside em rastrear as causas que dão origem a esta nova região ainda antes: em 31 de agosto de 2012, um longo filamento de material solar que tinha pairado sobre a atmosfera solar, foi expelido para o espaço. Baker diz que isto pode ter causado a onda de choque que levou à formação do terceiro cinturão poucos dias depois. Além disto, o novo cinturão foi virtualmente aniquilado quatro semanas depois de ter aparecido por outra onda de choque provinda do Sol. Ser capaz de observar um tal fenômeno durante seu acontecimento, fornece mais material ainda para teorias sobre os Cinturões de Van Allen.

A despeito de já haver 55 desde que os cinturões de radiação foram descobertos, ainda há muito o que investigar e explicar, e apenas poucos dias após seu lançamento, as Sondas Van Allen mostraram que os cinturões ainda são capazes de surpreender.

“Eu acho que demos muita sorte”, diz Baker. “Termos ligado nossos instrumentos quando o fizemos, com grande confiança em nossos engenheiros e que os instrumentos funcionariam imediatamente, e ainda tendo a cooperação do Sol para mexer com o sistema como mexeu – foi tudo uma oportunidade extraordinária. Isso corroborou a importância da missão e como é importante revisitar os Cinturões de Van Allen como uma novidade”

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O Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins construiu e opera as Sondas Van Allen. As Sondas Van Allen compreendem a segunda missão do programa “Vivendo com uma estrela” (Living With a Star = LWS) da NASA para explorar os aspectos do sistema Sol-Terra que afetam diretamente a vida e a sociedade. O programa é gerenciado pelo Centro Espacial Goddard da NASA.

 

Mais uma ameaça à camada de ozônio: foguetes.

A Universidade do Colorado em Boulder avisa: [Lançamentos de foguetes podem requerer regulamentação para evitar danos à camada de ozônio](http://www.colorado.edu/news/r/13dcef625a8a43e2e6d4d0e06e10ac8f.html).
O fato é que o mercado para lançamento de foguetes e satélites está crescendo, e ninguém se lembrou de que eles também afetam a camada de ozônio. Com o banimento dos CFC, a indústria de lançamento de foguetes pode, em futuro breve, ultrapassar os aerossóis em termos de ameaça.
O professor Darin Toohey do Departamento de Ciências Atmosféricas e Oceânicas da UCB estima que, por volta de 2050, os lançamentos de foguetes (caso deixados sem regulamentação), podem causar mais destruição do ozônio do que jamais os CFCs produziram. Ele comenta que o Protocolo de Montreal, que baniu os CFCs, “deixou de fora a indústria espacial que deveria ter sido incluída”.
O pesquisador-chefe do estudo, Martin Ross da *Aerospace Corporation* de Los Angeles, lembrou que as agências do governo americano realizaram estudos para avaliar as perdas potenciais da camada de ozônio em face de uma frota de estimados 500 aviões supersônicos (uma frota que jamais veio a existir), poucos estudos foram feitos para avaliar os danos que poderiam ser causados pela frota mundial de foguetes.
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Comentário meu: já repararam que, depois que o Bush se foi, diversas questões referentes a meio ambiente (que devem ter ficado trancados em gavetas durante oito longos anos), resolveram aparecer?
Uma crise econômica mundial, duas guerras para lá de questionáveis e um atraso nas ciências que lembra a Idade Média… E o que falta para mandar Bush e seus sequazes para a Corte de Haia por crimes contra a humanidade?…

Síndrome do Titanic

Salve, Gente! Deixa o Lula pra lá… (gente melhor do que eu, já escreveu o suficiente sobre a “mosca azul” que picou nosso Presidente).

Mais uma vez, eu encontrei um link interessante no BLOG do Daniel, sob o título “Are you being served?” (The Economist). Se você não sabe (ou tem preguiça de) ler em inglês, eu dou um breve resumo: a partir da análise da necessidade de reflorestar as nascentes que abastecem de água o Canal do Panamá, o articulista chega à brilhante conclusão que gastar dinheiro com restauração da natureza, é um investimento economicamente compensador! E discute diversos outros exemplos pelo mundo a fora. (“Abstract” mais abstrato do que esse, vai ser difícil encontrar…)

O ponto importante é que até os “Porcos Capitalistas” estão vendo o óbvio. Poluição, gasto desenfreado de recursos naturais não-renováveis, desmatamento indiscriminado, impermeabilização do solo (via super-conurbações), tudo isso tem efeitos economicamente indesejáveis e em prazos não tão longos assim. O que está assustando os nossos vizinhos do hemisfério Norte é que o processo está se acelerando! Afinal, durante séculos eles destruíram suas florestas, poluíram seus rios e lagos, extinguiram um sem-número de espécies animais, exauriram seus solos e lançaram toneladas de poluentes na atmosfera, e, aparentemente, nada aconteceu!

Mas, será isso verdade? Qualquer inglês que tenha conhecimento do custo da despoluição do Tâmisa, sabe que isso envolve catadupas de dinheiro e tecnologia de ponta. Exatamente o que, cá no hemisfério Sul, faz falta. O articulista do The Economist propõe (usando o exemplo do Canal do Panamá) que os capitalistas do Norte, cujos interesses sejam afetados pelas agressões à natureza no Sul, “façam uma vaquinha” para financiar esses projetos. Uma espécie de “pedágio ecológico”… Bom… Pode ser que, no caso específico do Canal do Panamá, seja fácil mostrar àqueles que se beneficiam da redução nos custos do transporte marítimo, que isso é um investimento com retorno garantido (afinal, fica muito mais caro usar a rota do Estreito de Magalhães…). E quanto aos assuntos menos evidentes? Como é que fica? E o tal Protocolo de Kioto? (se você duvida que alguém duvide, dê uma olhada na página JunkScience…)

Por outro lado, é muito fácil ficar jogando a culpa da degradação do meio-ambiente para cima do Norte rico e persistir em práticas agrícolas superadas, desperdício de recursos naturais (renováveis ou não) e em todas as práticas condenáveis que herdamos, junto com nossa cultura de colônia, dos modelos europeus de nossa cultura.

O que é que nós estamos, realmente, fazendo para preservar os recursos naturais de nosso país? A resposta aparece, de maneira eloquente, quando se olha para o Rio Paraíba do Sul!… Muita falação, muito discurso, muita Lei, muito Decreto, muito Grupo de Trabalho, e xongas de ação! A desculpa é a de sempre: falta dinheiro…

Estão pensando que o caso é novidade? Lêdo engano d’alma… Basta ler Monteiro Lobato (Urupês, Cidades Mortas, Idéias de Jeca Tatu…) e ver que, no início do século passado, algumas pessoas de visão menos estreita já enxergavam o problema! (“Muita saúva e pouca saúde, os males do Brasil são…”. Isso é de Macunaíma!)

Então, se falta dinheiro para meio-ambiente, educação, saúde pública, segurança pública, e infraestrutura de transportes (e não é por falta de arrecadação de impostos, que já os temos em demasia!), como é que temos dinheiro para enriquecer os Bancos? (Já imaginou: que beleza se fosse você quem dissesse ao Gerente do seu Banco o quanto você estaria disposto a pagar de juros por seu “cheque especial”? Pois é… A famosa “Taxa SELIC”, que o Banco Central anda mandando para os cornos da Lua, é exatamente isso!)

E é um partido que se intitula de “Partido dos Trabalhadores”, que está promovendo essa lambança!

Enquanto isso, nós, os cidadãos que elegemos esse governo, fazemos como os passageiros do Titanic: cada um por si, que os botes salva-vidas são poucos, enquanto que o governo faz a parte da orquestra do Titanic: toca musiquinhas bonitinhas, enquanto o navio vai a pique…
“Chi pó, non vó…”

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