Como a poeira dos desertos ajudam a formar as nuvens do tipo Cirrus?
Sabia que a poeira dos desertos pode contribuir para a formação de nuvens? Exatamente. Os cristais de gelo presentes nas nuvens Cirrus formaram-se graças às partículas de aerossóis na atmosfera.
Todos os anos, uma quantidade enorme de poeira mineral é lançada para a atmosfera a partir das regiões áridas do mundo, tornando a poeira um dos tipos mais abundantes de partículas de aerossóis na atmosfera.
Estas pequenas partículas de aerossóis são um fator surpreendentemente grande na formação das delicadas e finas nuvens de gelo, conhecidas como Cirrus nas altas altitudes da atmosfera. Embora os cientistas saibam que as partículas de poeira do deserto semeiam nuvens, a extensão desta relação tem sido uma questão de longa data.
A importância da poeira dos desertos na formação de nuvens
O gelo forma nuvens Cirrus de duas maneiras. Na nucleação homogénea, gotas de água líquida congelam espontaneamente quando encontram as condições apropriadas. Na nucleação heterogénea, uma partícula secundária (como a partícula de poeira) fornece um local em torno do qual o cristal de gelo se forma. Esta última via opera numa ampla gama de condições, mas requer a presença de detritos adequados.
As nuvens Cirrus iniciadas por poeira são surpreendentemente abundantes, representando 34 a 71% de todas as nuvens Cirrus fora dos trópicos. As nuvens do tipo Cirrus são classificadas como nuvens altas, fibrosas, brancas, finas e a sua altitude pode variar entre 7 e 18 km.
Antigamente, os investigadores consideravam que os cristais de gelo nas nuvens Cirrus formavam-se principalmente através de nucleação homogénea, por causa das baixas temperaturas e da falta de partículas nucleadoras de gelo em altas altitudes.
Os investigadores testaram o papel que as fortes tempestades chamadas de Sistemas de Tempestade Baroclina com Infusão de Poeira (DIBS - Dust-infused baroclinic storm) desempenham na formação de nuvens Cirrus. Estas tempestades elevam partículas de poeira da superfície da Terra para a atmosfera através de correias transportadoras quentes.
Investigações anteriores que utilizaram dados de satélite revelaram que os topos de nuvens do DIBS têm propriedades incomuns, semelhantes a Cirrus. No novo estudo, os cientistas usaram dados de satélite e modelagem para mostrar que concentrações extremamente altas de cristais de gelo no DIBS Cirrus são formadas através de congelamento heterogéneo.
O maior emissor de poeira do mundo
O estudo foi baseado em dados de um evento DIBS de maio de 2017 no leste da Ásia registado por quatro satélites meteorológicos separados. Os dados de imagem, espectroscópicos, radares e Lidar indicaram que a tempestade de 2017 produziu concentrações extremamente altas de partículas de gelo de 1 a 10 partículas por centímetro cúbico, com tamanhos de partículas na faixa de 10 a 30 micrómetros.
Estes dados foram utilizados num modelo de previsão do tempo (WRF-Chem). Os autores executaram o modelo em duas configurações: um modelo simples que dependia apenas da temperatura e um segundo modelo mais complexo que incluía fatores adicionais, como a área de superfície das partículas nucleantes.
Os autores da investigação publicada na JGR Atmospheres descobriram que a parametrização mais sofisticada correspondia às observações de nuvens mais de perto do que o modelo simples: o novo modelo mais complexo produziu concentrações de partículas de gelo que eram 10 a 100 vezes maiores e tamanhos de partículas que eram 2 a 3 vezes menores.
Estas descobertas, dizem os autores, indicam que os cristais de gelo na DIBS são formados através da nucleação heterogénea de partículas de poeira. Embora o deserto do Saara seja de longe o maior emissor de poeira do mundo, os desertos da Ásia Central são muitas vezes fontes mais importantes para a formação de Cirrus. Certos desertos são muito mais eficientes do que outros quando se trata de criação de nuvens.