Há três décadas, David Ho montou duas piscinas infantis cor-de-rosa com estampas de dinossauros no estacionamento de um prédio da NOAA em Miami, onde tempestades à tarde eram comuns. Ele tinha 22 anos, recém-concluído a graduação e trabalhava como técnico na NOAA.
Ele encheu as duas piscinas com água, adicionou um marcador de gás e colocou uma cobertura sobre uma das piscinas como controle. Depois, todos os dias, durante vários meses, ele esperou pela chuva torrencial, ficando encharcado enquanto recolhia amostras de cada piscina em seringas de vidro.
“Foi muito infeliz”, disse ele, “mas obtive alguns resultados interessantes”.
Esses primeiros experimentos mostraram que a chuva aumenta a velocidade de transferência de dióxido de carbono (CO2), ou a eficiência com que é transferido do ar para a água. Paraagora oceanógrafo da Universidade do Havaí em Manoa, tem perseguido o tema da pesquisa desde então, examinando o efeito em um nível NASA simulador de chuva e durante viagens de pesquisa no Pacífico.
Seu mais recente estudar é o culminar deste trabalho, fornecendo a primeira estimativa abrangente e global do que acontece aos fluxos de CO2 quando a chuva atinge o oceano. O oceano global ocupa cerca de um quarto das emissões de CO2 provenientes de atividades humanas, e esta investigação mostra que as chuvas aumentam esta absorção em 140-190 milhões de toneladas métricas, ou 5%-7%, por ano.
“Pode ser surpreendente que demore tanto tempo a quantificar este processo, mas em parte é porque este é um problema difícil de examinar”, disse Ho. A maioria das medições das concentrações de gases no oceano vem de navios, que coletam amostras de água a uma profundidade de 5 a 7 metros. Mas como a chuva atinge a superfície, os seus efeitos são invisíveis nessas profundezas. “Isso foi ignorado porque não temos os dados.”
Turbulência, diluição e deposição úmida
A absorção de dióxido de carbono no oceano não é uniforme. Algumas regiões atuam como sumidouros, puxando o gás para baixo, enquanto outras áreas o liberam.
Quando uma gota de chuva cai no oceano, ela altera temporariamente a física e a química da água do mar ao seu redor. O estudo identificou três meios principais pelos quais a chuva aumenta a absorção de carbono pelo oceano: turbulência, diluição e deposição úmida.
Quando uma gota atinge a superfície, gera turbulência que coloca mais água em contato com a atmosfera e o carbono que ela contém. Cada gota é também um jato de água relativamente doce, que dilui a água do mar e altera o gradiente de concentração de CO2 ar-mar, permitindo maior absorção. E, finalmente, a deposição úmida refere-se à forma como cada gota absorve CO2 ao cair na atmosfera e, em seguida, injeta esse gás diretamente no oceano.
A deposição úmida é um fluxo unidirecional, disse Rik Wanninhofoceanógrafo da NOAA que foi pioneiro no uso de traçadores químicos inertes para estudar as trocas gasosas entre o ar e a água. Wanninkhof não esteve envolvido no estudo mais recente, mas trabalhou com Ho nos experimentos do pool. “Não pensamos nisso nos primeiros estudos, mas à escala global, esta investigação mostra que este é provavelmente um dos maiores efeitos da chuva nos fluxos de dióxido de carbono”, disse ele.
O estudo foi liderado por Parque Laetitia como parte de seus estudos de doutorado na Sorbonne Université. Para ela, a descoberta mais significativa é que a dimensão deste efeito da chuva na absorção de carbono nos oceanos é comparável à dimensão do desequilíbrio do orçamento global de carbono, ou à diferença estimada entre as emissões totais de carbono e a absorção total de carbono pelos oceanos e pela terra. Ser capaz de quantificar estes processos de pequena escala na interface ar-mar deverá melhorar a capacidade dos cientistas de modelar os fluxos de carbono entre a atmosfera e o oceano, disse ela.
Rastreando padrões de chuva no oceano
Uma parte essencial da pesquisa é um modelo, desenvolvido pelo coautor Hugo Bellengerque rastreia as mudanças de salinidade induzidas pela chuva na superfície do oceano. “Os modelos físicos para a pele do oceano foram desenvolvidos pela primeira vez na década de 1960”, disse Bellenger, modelador climático do Laboratoire de Météorologie Dynamique do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS). “Mas embora eles tenham monitorado bem as mudanças de temperatura, [was previously] nenhuma medição de sua contraparte de salinidade.”
Este modelo permitiu aos pesquisadores delinear onde a chuva tem o impacto mais forte. A turbulência e a diluição desempenham papéis proeminentes nos trópicos, caracterizados por chuvas fortes e ventos fracos. Os efeitos da deposição húmida são também significativos nas regiões tropicais, bem como noutras áreas com fortes precipitações, tais como trilhas de tempestades e Oceano Antártico.
Isto foi uma surpresa.
“Esperávamos que a chuva aumentasse principalmente a absorção de carbono nos trópicos. Descobrir que também poderia ter um impacto perceptível em regiões de latitudes mais altas foi inesperado”, disse Parc.
Tatyana Ilyinaum cientista da Terra e modelador do ciclo do carbono na Universität Hamburg que não esteve envolvido na investigação, disse que o estudo quantificou um efeito que até agora não foi considerado em estimativas observacionais ou baseadas em modelos do orçamento global de carbono. “Isso envia um forte sinal de que não temos desculpa para não considerar estes efeitos nas nossas estimativas do orçamento global de carbono.”
O efeito poderá tornar-se mais forte à medida que o mundo aquece e a precipitação aumenta: a equipa descobriu que as taxas de deposição húmida aumentam com a taxa de precipitação. As tempestades já estão a provocar mais chuva e os cientistas esperam que os padrões de precipitação no oceano mudem com as alterações climáticas. Na sua análise, baseada em observações de satélite e na reanálise de conjuntos de dados meteorológicos globais de 2008 a 2018, os investigadores observaram uma ligeira tendência crescente no efeito que a chuva tem na absorção de carbono pelos oceanos.
O trabalho chama a atenção para mais um feedback anteriormente não considerado sobre o carbono e o clima, disse Ilyina. “Acertar os padrões de precipitação tem sido uma questão de longa data nos modelos globais. Agora sabemos que isto tem implicações diretas na quantificação do sumidouro de carbono nos oceanos.”
Este artigo foi publicado originalmente em Eos.org. Leia o artigo original.
