Escurecimento global

Causas

Pensa -se que o escurecimento global provavelmente se deve ao aumento da presença de partículas de aerossol na atmosfera da Terra, causada por poluição, poeira ou erupções vulcânicas. Aerossóis e outras partículas absorvem a energia solar e refletem a luz solar de volta ao espaço. Os poluentes também podem se tornar núcleos para gotículas de nuvens. Gotas de água em nuvens se fundem ao redor das partículas. O aumento da poluição causa mais partículas e, assim, cria nuvens que consistem em um número maior de gotículas menores (ou seja, a mesma quantidade de água é espalhada por mais gotículas). As gotículas menores tornam as nuvens mais reflexivas, de modo que mais luz solar de entrada é refletida de volta ao espaço e menos atinge a superfície da Terra. Esse mesmo efeito também reflete a radiação abaixo, prendendo -a na atmosfera inferior. Nos modelos, essas gotículas menores também diminuem as chuvas.

As nuvens interceptam o calor do sol e o calor irradiado da terra. Seus efeitos são complexos e variam no tempo, localização e altitude. Geralmente, durante o dia, a interceptação da luz solar predomina, dando um efeito de resfriamento; No entanto, à noite, a re-radiação do calor para a terra diminui a perda de calor da Terra. [Citação necessária]

A combustão incompleta de combustíveis fósseis (como diesel) e madeira libera carbono preto no ar. Embora o carbono preto, a maioria das quais seja fuligem, seja um componente extremamente pequeno da poluição do ar nos níveis de superfície da terra, o fenômeno tem um efeito de aquecimento significativo na atmosfera em altitudes acima de dois quilômetros (6.562 pés). Além disso, diminui a superfície do oceano, absorvendo a radiação solar.

Experimentos nas Maldivas (comparando a atmosfera sobre as ilhas do norte e do sul) nos anos 90 mostraram que o efeito de poluentes macroscópicos na atmosfera na época (soprada ao sul da Índia) causou cerca de 10% de redução na luz solar que atingiu a superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície na superfície no bastão Área sob a nuvem marrom asiática - uma redução muito maior do que o esperado da presença das próprias partículas. Antes da realização da pesquisa, as previsões foram de um efeito de 0,5 a 1% da matéria de partículas; A variação da previsão pode ser explicada pela formação de nuvens com as partículas atuando como foco para a criação de gotículas.

O fenômeno subjacente ao escurecimento global também pode ter efeitos regionais. Enquanto a maior parte da Terra se aqueceu, as regiões que são a favor do vento das principais fontes de poluição do ar (especificamente as emissões de dióxido de enxofre) geralmente esfriaram. Isso pode explicar o resfriamento do leste dos Estados Unidos em relação à parte ocidental do aquecimento.

No entanto, algumas pesquisas mostram que o carbono preto aumentará o aquecimento global, perdendo apenas para o CO2. Eles acreditam que a fuligem absorverá a energia solar e a transportará para outras áreas, como o Himalaia, onde ocorre o fusão glacial. Também pode escurecer o gelo do Ártico, reduzindo a refletividade e o aumento da absorção da radiação solar.

As cinzas vulcânicas transportadas pelo ar podem refletir os raios do sol de volta ao espaço e, assim, contribuir para esfriar o planeta. Maldos nas temperaturas da Terra foram observados após grandes erupções de vulcões, como o Monte Agung em Bali, que explodiram em 1963, El Chichon (México) 1983, Ruiz (Colômbia) 1985 e Pinatubo (Filipinas) 1991. Mas mesmo para grandes erupções, as cinzas As nuvens permanecem apenas por períodos relativamente curtos.

Contrails e nuvens

Um estudo teorizou que os contrails da aeronave (também chamados de trilhas de vapor) estão implicados no resfriamento regional, mas o fluxo constante de tráfego aéreo anteriormente significava que isso não podia ser testado. O desligamento quase total do tráfego aéreo civil durante os três dias seguintes aos ataques de 11 de setembro de 2001 proporcionou uma oportunidade única para observar o clima dos Estados Unidos ausentes do efeito dos contra-trilhos. Durante esse período, foi observado um aumento na variação diurna da temperatura de 1,1 ° C (1,8 ° F) em algumas partes dos EUA, ou seja, os contra -trisões de aeronaves podem estar aumentando as temperaturas noturnas e/ou diminuindo as temperaturas diurnas em muito mais do que se pensava anteriormente. No entanto, um estudo de acompanhamento atribuiu a mudança de temperatura à cobertura de nuvens. Os autores escreveram: "As variações na alta cobertura de nuvens, incluindo contrails e nuvens de cirros induzidas por contrail, contribuem fracamente para as mudanças na faixa de temperatura diurna, que é governada principalmente por nuvens de altitude, ventos e umidade".

Reversão

Wild et al., Usando medições sobre a terra, relatam o brilho desde 1990 e Pinker et al. descobriram que um leve escurecimento continuava sobre a terra enquanto o brilho ocorreu sobre o oceano. Portanto, sobre a superfície terrestre, Wild et al. e Pinker et al. discordar. Um estudo baseado em satélite patrocinado pela NASA em 2007 esclarece as observações intrigantes de outros cientistas de que a quantidade de luz solar que atingiu a superfície da Terra estava diminuindo constantemente nas últimas décadas, começou a reverter por volta de 1990. Essa mudança de uma tendência de "escurecimento global" para um A tendência de "iluminação" aconteceu quando os níveis globais de aerossol começaram a declinar.

É provável que pelo menos parte dessa mudança, principalmente na Europa, seja devido a diminuições na poluição aérea. A maioria dos governos das nações desenvolvidas tomou medidas para reduzir os aerossóis liberados na atmosfera, o que ajuda a reduzir o escurecimento global.

Os aerossóis de sulfato diminuíram significativamente desde 1970 com a Lei do Ar Limpo nos Estados Unidos e políticas similares na Europa. A Lei do Ar Limpo foi fortalecido em 1977 e 1990. Segundo a EPA, de 1970 a 2005, as emissões totais dos seis principais poluentes do ar, incluindo PM, caíram 53% nos EUA. Em 1975, os efeitos mascarados de gases de efeito estufa presos finalmente começaram a surgir e dominaram desde então.

A rede de radiação superficial da linha de base (BSRN) coleta medições de superfície. A BSRN foi iniciada no início dos anos 90 e atualizou os arquivos neste momento. A análise dos dados recentes revela que a superfície do planeta aumentou cerca de 4% na última década. A tendência do brilho é corroborada por outros dados, incluindo análises de satélite.

Relação com o aquecimento global

Alguns cientistas agora consideram que os efeitos do escurecimento global mascararam significativamente o efeito do aquecimento global e que a resolução de escurecimento global pode, portanto, levar a aumentos no aumento futuro da temperatura. De acordo com Beate Liepert, "vivíamos em um aquecimento global e um mundo global de escurecimento e agora estamos derrubando escurecimento global. Então acabamos com o mundo do aquecimento global, o que será muito pior do que pensávamos que seria, muito mais quente . " A magnitude desse efeito de mascaramento é um dos problemas centrais nas mudanças climáticas atuais, com implicações significativas para futuras mudanças climáticas e respostas políticas ao aquecimento global.

As interações entre as duas teorias para modificação climática também foram estudadas, pois o aquecimento global e o escurecimento global não são mutuamente exclusivos nem contraditórios. Em um artigo publicado em 8 de março de 2005 nas cartas de pesquisa geofísica da União Geofísica Americana, uma equipe de pesquisa liderada por Anastasia Romanou, do Departamento de Física e Matemática Aplicada da Universidade de Columbia, também mostrou que as forças aparentemente opostas do aquecimento global e global O escurecimento pode ocorrer ao mesmo tempo. O escurecimento global interage com o aquecimento global, bloqueando a luz solar que, de outra forma, causaria evaporação e as partículas se ligam às gotículas de água. Vapor de água é o principal gás de efeito estufa. Por outro lado, o escurecimento global é afetado pela evaporação e chuva. A chuva tem o efeito de limpar o céu poluído.

Verificou -se que nuvens marrons amplificam o aquecimento global, de acordo com Veerabhadran Ramanathan, químico atmosférico da Scripps Institution of Oceanography em La Jolla, Califórnia. "O pensamento convencional é que nuvens marrons mascararam até 50 % do aquecimento global por gases de efeito estufa através do chamado escurecimento global ... Embora isso seja verdadeiro globalmente, este estudo revela que, no sul e no leste da Ásia, as partículas de fuligem em As nuvens marrons estão de fato amplificando a tendência do aquecimento atmosférico causada por gases de efeito estufa em até 50 % ".

Alguns cientistas sugeriram o uso de aerossóis para evitar os efeitos do aquecimento global como uma medida de geoengenharia de emergência. Em 1974, Mikhail Budyko sugeriu que, se o aquecimento global se tornasse um problema, o planeta poderia ser resfriado pela queima de enxofre na estratosfera, o que criaria uma neblina. Um aumento no albedo planetário de apenas 0,5 % é suficiente para reduzir pela metade o efeito de uma duplicação de CO2.

A solução mais simples seria simplesmente emitir mais sulfatos, que acabariam na troposfera - a parte mais baixa da atmosfera. Se isso fosse feito, a Terra ainda enfrentaria muitos problemas, como:

Using sulfates causes environmental problems such as acid rainUsing carbon black causes human health problemsDimming causes ecological problems such as changes in evaporation and rainfall patternsDroughts and/or increased rainfall cause problems for agricultureAerosol has a relatively short lifetime

A solução defendida está transportando sulfatos para a próxima camada mais alta da atmosfera - estratosfera. Os aerossóis na estratosfera nos últimos anos em vez de semanas - portanto, apenas uma quantidade relativamente menor (embora ainda grande) de emissões de sulfato seria necessária, e os efeitos colaterais seriam menores. Isso exigiria o desenvolvimento de uma maneira eficiente de transportar grandes quantidades de gases para a estratosfera, muitas das quais foram propostas, embora nenhuma seja conhecida por ser eficaz ou economicamente viável.

Em uma postagem no blog, Gavin Schmidt afirmou que "as idéias que devemos aumentar as emissões de aerossol para combater o aquecimento global foram descritas como uma" pechincha faustiana ", porque isso implicaria uma quantidade cada vez maior de emissões para corresponder ao gás de estufa acumulado no Gas de Estufa no Gasa de Estufa no The the atmosfera, com custos monetários e de saúde cada vez maiores ".

Relação com o ciclo hidrológico

A poluição produzida pelos seres humanos pode estar enfraquecendo seriamente o ciclo da água da Terra - reduzindo as chuvas e ameaçando o suprimento de água doce. Um estudo de 2001 de pesquisadores da Instituição Scripps da Oceanography sugere que pequenas partículas de fuligem e outros poluentes têm um efeito significativo no ciclo hidrológico. De acordo com Veerabhadran Ramanathan, "a energia do ciclo hidrológico vem da luz solar. À medida que a luz do sol aquece o oceano, a água escapa para a atmosfera e cai como chuva. Assim, quando os aerossóis correm a luz solar por grandes quantidades, eles podem estar girando a hidrológica ciclo do planeta. "

Alterações em larga escala nos padrões climáticas também podem ter sido causadas por escurecimento global. Os modeladores climáticos sugerem especulativamente que essa redução na radiação solar na superfície pode ter levado ao fracasso das monções na África Subsaariana durante as décadas de 1970 e 1980, juntamente com as fome associadas, como a seca do Sahel, causada pela poluição do hemisfério norte o Atlantico. Por esse motivo, o cinturão de chuva tropical pode não ter subido para suas latitudes do norte, causando assim uma ausência de chuvas sazonais. Esta alegação não é universalmente aceita e é muito difícil de testar. No entanto, um estudo chinês de 2009 com 50 anos de dados contínuos constatou que, embora a maioria das partes do leste da China não tenha sido uma mudança significativa na quantidade de água mantida pela atmosfera, as chuvas leves haviam diminuído. Os pesquisadores modelaram o efeito dos aerossóis e também concluíram que o efeito geral foi que as quedas de água nos casos poluídos são até 50 % menores do que nos céus intocados. Eles concluíram que o tamanho menor impede a formação de nuvens de chuva, e a queda da chuva leve é ​​benéfica para a agricultura. Esse foi um efeito diferente de reduzir a irradiância solar, mas ainda um resultado direto da presença de aerossóis.

O estudo de 2001 de pesquisadores da Scripps Institution of Oceanography concluiu que o desequilíbrio entre escurecimento global e aquecimento global na superfície leva a fluxos de calor turbulento mais fracos para a atmosfera. Isso significa evaporação globalmente reduzida e, portanto, a precipitação ocorre em um mundo mais escuro e quente, o que poderia levar a uma atmosfera mais úmida na qual chove menos.

Uma forma natural de efeito de escurecimento ambiental em larga escala no desenvolvimento de ciclones tropicais se origina do pó do deserto do Saara, quando a areia à deriva e as partículas minerais carregam o ar sobre o Oceano Atlântico. As partículas refletem e absorvem a luz solar, menos raios solares atingem as camadas da superfície da terra, resultando em temperaturas mais frias da água e da superfície da terra e também menos formação de nuvens, amortecendo posteriormente o desenvolvimento de furacões.

Pesquisar

No final da década de 1960, Mikhail Ivanovich Budyko trabalhou com modelos simples de clima de equilíbrio energético bidimensional para investigar a refletividade do gelo. Ele descobriu que o feedback de gelo - Albedo criou um ciclo de feedback positivo no sistema climático da Terra. Quanto mais neve e gelo, mais radiação solar é refletida de volta ao espaço e, portanto, a terra mais fria cresce e mais neve. Outros estudos descobriram que a poluição ou uma erupção do vulcão poderia provocar o início de uma era no gelo.

Na década de 1980, Atsumu Ohmura, pesquisador de geografia do Instituto Federal de Tecnologia Suíça, descobriu que a radiação solar que atingiu a superfície da Terra diminuiu mais de 10% nas três décadas anteriores. Suas descobertas pareciam contradizer o aquecimento global - a temperatura global estava geralmente aumentando desde os anos 70. Menos luz que atinge a terra parecia significar que deveria esfriar. Isso logo foi seguido por outros: Viivi Russak em 1990 "Tendências de radiação solar, nebulosidade e transparência atmosférica durante as últimas décadas na Estônia" e Beate Liepert em 1994 "Radiação solar na Alemanha - tendências observadas e uma avaliação de suas causas". O escurecimento também foi observado em locais em toda a antiga União Soviética. Gerry Stanhill, que estudou esses declínios em todo o mundo em muitos artigos cunhou o termo "escurecimento global".

Pesquisas independentes em Israel e na Holanda no final dos anos 80 mostraram uma aparente redução na quantidade de luz solar, apesar das evidências generalizadas de que o clima estava se tornando mais quente. A taxa de escurecimento varia em todo o mundo, mas é, em média, estimada em cerca de 2-3% por década. A tendência reverteu no início dos anos 90. É difícil fazer uma medição precisa, devido à dificuldade em calibrar com precisão os instrumentos utilizados e o problema da cobertura espacial. No entanto, o efeito está quase certamente presente.

O efeito (2-3%, como acima) é devido a alterações na atmosfera da Terra; O valor da radiação solar no topo da atmosfera não mudou mais de uma fração dessa quantidade.

O efeito varia muito sobre o planeta, mas as estimativas do valor médio da superfície terrestre são:

5.3% (9 W/m2); over 1958–85 (Stanhill and Moreshet, 1992)2%/decade over 1964–93 (Gilgen et al., 1998)2.7%/decade (total 20 W/m2); up to 2000 (Stanhill and Cohen, 2001)4% over 1961–90 (Liepert 2002)

Observe que esses números são para a superfície terrestre e não uma média global. Se o escurecimento (ou iluminação) ocorreu sobre o oceano tem sido um pouco desconhecido, embora uma medição específica mediu efeitos a cerca de 643,7 km da Índia sobre o Oceano Índico em direção às Ilhas Maldivas. Os efeitos regionais provavelmente dominam, mas não estão estritamente confinados à área da terra, e os efeitos serão impulsionados pela circulação regional do ar. Uma revisão de 2009 de Wild et al. descobriram que a variação generalizada nos efeitos regionais e no tempo. Houve um iluminação solar além de 2000 em inúmeras estações na Europa, Estados Unidos e Coréia. O brilho observado nos locais na Antártica durante os anos 90, influenciado pela recuperação da erupção vulcânica do Monte Pinatubo em 1991, desaparece após 2000. A tendência do brilho também parece se nivelar nos locais no Japão. Na China, há alguma indicação para um escurecimento renovado, após a estabilização nos anos 90. Uma continuação do escurecimento duradouro também é observada nos locais da Índia. No geral, os dados disponíveis sugerem a continuação do iluminação além do ano 2000 em vários locais, mas menos pronunciados e coerentes do que nos anos 90, com mais regiões sem alterações ou declínios claros. Portanto, globalmente, o aquecimento de estufa após 2000 pode ser menos modulado por variações solares de superfície do que nas décadas anteriores. As maiores reduções são encontradas nas latitudes médias do hemisfério norte. A luz visível e a radiação infravermelha parecem ser mais afetadas, em vez da parte ultravioleta do espectro.

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