Uma diminuição das nuvens em baixas altitudes pode ajudar a explicar o aumento da temperatura global de 2023’s.
Em um estudo publicado hoje na Science, pesquisadores afirmam ter resolvido um enigma climático — o aumento inexplicável da temperatura global em 2023, que subiu mais rápido do que os modelos climáticos previam.
Ao analisar dados de satélite e registros meteorológicos, uma equipe de climatologistas na Alemanha descobriu que o culpado provavelmente foi a redução de nuvens em altitudes baixas — abaixo de cerca de 10.000 pés (3.000 metros). As nuvens desempenham um papel crucial em manter a Terra fria, refletindo a luz solar de volta para o espaço, e céus mais limpos significam que mais luz solar atinge a superfície terrestre.
A escassez de nuvens baixas passou despercebida anteriormente porque estudos que dependiam de imagens de satélite não conseguiam distinguir nuvens baixas das nuvens altas.
Preocupantemente, essa tendência de céus mais limpos em baixas altitudes pode ser um resultado do próprio aquecimento global, o que significa que a Terra pode estar entrando em um ciclo de retroalimentação (feedback) que pode acelerar ainda mais o aquecimento.
Equilibrando o balanço energético da Terra
O surpreendente aumento de temperatura em 2023 foi inicialmente observado no Atlântico Norte, mas "o aquecimento acabou sendo mais generalizado", diz Helge Goessling, autor principal do estudo e físico climático do Instituto Alfred Wegener, em Bremerhaven, Alemanha. Sua equipe também notou anomalias de alta temperatura no Pacífico Norte e próximo ao equador.Para entender as mudanças climáticas da Terra, os cientistas precisam saber quanta energia é absorvida pelo planeta, quanto é retida na atmosfera pelos gases de efeito estufa e quanto da luz solar é refletida de volta ao espaço antes de atingir o solo. As nuvens são essenciais, pois refletem cerca de 50% da luz solar que incide sobre elas. Em comparação, os oceanos refletem apenas 5%.
Mas os climatologistas não conseguiram explicar todo o aumento anômalo de temperatura do ano passado. Para ser preciso, 0,2 grau Celsius (0,36 grau Fahrenheit) do aquecimento não puderam ser justificados mesmo após considerar fatores como o pico de atividade solar, a perda de gelo polar e a redução de partículas finas (aerossóis) na atmosfera.
Em outras palavras, a refletividade geral da Terra — o que os cientistas chamam de albedo — diminuiu, e eles não sabiam o porquê.
"O que aconteceu não podia ser facilmente explicado pelo El Niño ou outros fatores", diz Goessling. "Foi aí que a diminuição das nuvens baixas entrou em cena."
A equipe de Goessling começou a se concentrar nas nuvens baixas e em como elas afetam o balanço energético da Terra. Eles usaram imagens de satélite da NASA para rastrear a cobertura de nuvens e registros meteorológicos compilados pelo Centro Europeu de Previsões Meteorológicas de Médio Prazo (ECMWF) para monitorar a densidade das nuvens em diferentes altitudes.
O projeto Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) da NASA compila dados de satélite por longos períodos para criar um balanço do orçamento de radiação da Terra, rastreando quanto da luz solar incidente o planeta absorve versus quanto de energia infravermelha ele emite de volta ao espaço. Enquanto isso, o projeto ERA5 do ECMWF compila e analisa diversos dados de satélites, balões meteorológicos e instrumentos atmosféricos hora a hora, do nível do mar até 50 milhas (80 km) de altitude, e vem fazendo isso desde 1940.
Como o CERES só indica a cobertura total de nuvens, o ERA5 foi necessário para determinar a densidade das nuvens em diferentes níveis atmosféricos. Com os dados do ERA5, a equipe de Goessling refinou suas interpretações das imagens de satélite, que apontaram para um déficit de nuvens baixas, enquanto as nuvens altas permaneceram estáveis.
Presos em um ciclo de retroalimentação
Então, o que está causando a falta de nuvens baixas? Pode ser o próprio aquecimento da atmosfera."Se você tem um aquecimento induzido por gases de efeito estufa, muitos modelos climáticos nos mostram que isso também afeta as nuvens, especialmente as nuvens baixas", diz Goessling.
Ele afirma que a diminuição das nuvens baixas também pode ser parcialmente devido à redução da queima de carvão e a controles mais rígidos sobre as emissões de navios. As partículas finas dessa poluição atuam como "sementes" para a formação de nuvens. A ironia é que, ao limpar o ar, podemos estar liberando mais mudanças climáticas. Menos nuvens refletindo menos luz solar significa mais aquecimento.
Outro efeito de retroalimentação, segundo Goessling, é que, conforme a Terra aquece, "também tendemos a ver nuvens altas subindo para partes mais frias da alta troposfera". Nuvens mais frias emitem menos energia para o espaço, deixando mais energia — e calor — na atmosfera.
"Também é possível que retroalimentações oceânicas tenham levado a um forte aquecimento da superfície do mar, o que pode reduzir a cobertura de nuvens baixas", acrescenta Thomas Rackow, coautor do estudo. "Quando as camadas superiores do oceano ficam menos profundas, elas aquecem mais facilmente."
Ciclos oceânicos de longo prazo também podem estar em jogo. As circulações do Atlântico e do Pacífico, em particular, variam ao longo de décadas. Elas podem reduzir a cobertura de nuvens baixas e agravar o aquecimento global em um momento, mas produzir efeitos opostos em outro. Segundo Goessling, é difícil dizer até que ponto essas oscilações podem confundir as tendências atuais.
No geral, o trabalho mostra que pequenas variações nas nuvens baixas são mais importantes do que a maioria imaginava — e a equipe de Goessling acredita que isso pode significar que o pico de 2023 não será um evento isolado. "Se grande parte da diminuição do albedo for realmente devido a retroalimentações entre o aquecimento global e as nuvens baixas, como alguns modelos climáticos indicam, devemos esperar um aquecimento bastante intenso no futuro", disse ele em um comunicado.
