Queimadas interferem na formação de nuvens na Amazônia

Para uma nuvem ser formada, é preciso que o vapor d’água passe para o estado líquido sobre minúsculas partículas sólidas, chamadas núcleos de condensação, para formar todas as suas gotículas. Isso geralmente ocorre com uma queda de temperatura. Ou seja, se alteradas as concentrações de partículas sólidas (através de queimadas, por exemplo), ou a quantidade de vapor disponível (como no desmatamento), esse processo vai ser alterado. Isso tem consequências na precipitação local e no transporte de umidade para outras regiões (como o sudeste do Brasil), além do balanço de energia na atmosfera.

Essas partículas, sólidas ou líquidas, em suspensão na atmosfera também são conhecidas como aerossóis. Estudos como os de Koren et al. (2008) e Da Rocha (2011) trataram dessa questão usando uma medida de quantificação do aerossol presente na atmosfera com foco no balanço radiativo: a profundidade óptica (AOD, do inglês Aerosol Optical Depth). Quando maior o valor de AOD, maior a quantidade de aerossol.

Nesses estudos, através de produtos derivados por sensores a bordo de satélites sobre a região amazônica, observou-se que a fração de cobertura de nuvens tem dois comportamentos conforme a quantidade de aerossóis presentes. Em condições de baixa AOD (menor que 0,2-0,3), as nuvens tendem a ser formar mais quando maior a quantidade de aerossóis. Isso ocorre devido ao efeito microfísico: quanto mais núcleos de condensação, mais gotículas e mais nuvens.

Já para maiores valores de AOD, tende a ocorrer uma redução da fração de cobertura de nuvens quanto maior a quantidade de partículas suspensas na atmosfera. Isso foi atribuído ao efeito radiativo: o aerossol de queimada, por ter muito carbono em sua composição, é mais escuro e tende a absorver mais a energia (radiação) do sol, aquecendo a camada e dificultando a formação de gotículas de nuvens. Além disso, uma camada de ar mais alto aquecida tende a estabilizar o perfil da atmosfera, já que o ar quente é mais leve e tende a ficar acima do ar mais frio, e isso também inibe o processo de subida de ar úmido da superfície, conhecido como convecção, para formação de nuvens.

Nuvens convectivas, que se formam verticalmente e pode se desenvolver até altitudes acima de dez quilômetros, possuem parte de suas gotículas no estado sólido (gelo), o que influencia na formação de chuva e no tempo médio que elas estão presentes na atmosfera. Quanto maior a duração média de nuvens, mais radiação solar é refletida de volta para o espaço, contribuindo para o resfriamento do planeta.

Nuvem formada diretamente acima da fumaça gerada por queimada no Tocantins (junho de 2019). Foto: ViniRoger
Nuvem formada diretamente acima da fumaça gerada por queimada no Tocantins (junho de 2019). Foto: ViniRoger

No estudo de Correia et al. (2021), observou-se que os aerossóis liberados na atmosfera pelas chamas dificultam o congelamento de gotas de nuvens quando a atmosfera encontra-se umidificada. No entanto, eles podem favorecer o congelamento quando a atmosfera está mais seca. Isso altera o funcionamento natural das nuvens e sua altitude típica, possivelmente também afetando sua capacidade de produzir chuvas e a incidência de raios solares no solo.

Os resultados obtidos mostraram que o congelamento, que nesse caso não acontece a 0 °C, como no nosso dia a dia, mas a partir de cerca de -10 °C, depende de três principais elementos que agem de forma associada: a umidificação da atmosfera, a radiação solar e as partículas de aerossol.

Na época da estação chuvosa no sul da Amazônia (dezembro a abril, aproximadamente), a atmosfera é extremamente limpa e a origem das partículas que compõem esses aerossóis é natural – elas podem ser provenientes da condensação de gases emitidos pela própria floresta ou pelo efeito abrasivo do vento sobre o solo e a vegetação e costumam conter pólen, microrganismos e sal marinho, entre outros. Na época de queimadas, que ocorre todos os anos aproximadamente entre agosto e outubro, os grandes incêndios na região amazônica emitem uma quantidade gigantesca de fumaça que se espalha por toda a área e também é transportada pelo vento para outras localidades.

Em uma coluna atmosférica úmida, propensa a convecção profunda, o aumento da quantidade de aerossóis leva a um atraso no início do congelamento, reduzindo a temperatura de congelamento. Para uma coluna seca, a extinção radiativa pela fumaça da queima de biomassa leva à estabilização atmosférica e ao aumento da temperatura de congelamento.

Fontes

  • Agência Fapesp – Cientistas descobrem como as queimadas interferem na formação de nuvens de chuva na Amazônia
  • Koren, I., Martins, J. V., Remer, L. A. e Afargan, H. Smoke Invigoration Versus Inhibition of Clouds over the Amazon . Science 321, 946-949, 2008.
  • Da Rocha, V. R. Análise de propriedades de nuvens em função da profundidade óptica do aerossol a partir de produtos derivados pelo MODIS na região amazônica durante a estação seca. 2011. 126f. Dissertação (Mestrado) – Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011.
  • Correia, A.L., Sena, E.T., Silva Dias, M.A.F. et al. Preconditioning, aerosols, and radiation control the temperature of glaciation in Amazonian clouds. Commun Earth Environ 2, 168 (2021). https://doi.org/10.1038/s43247-021-00250-3
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