O inverno está chegando no Hemisfério Norte e, com ele, dias frios e nublados. As nuvens desempenham um papel vital no meio ambiente, proporcionando chuva, mas também refletindo a luz solar antes que ela atinja a superfície da Terra.
Mas, entre 2003 e 2022, as nuvens sobre o Atlântico Norte e o Pacífico Nordeste tornaram-se menos refletivas, permitindo que mais luz solar atingisse a superfície do oceano e causando o aumento da temperatura da superfície do mar.
Meus colegas e eu recentemente conduzimos uma pesquisa que mostra que os esforços globais para melhorar a qualidade do ar aceleraram involuntariamente o aquecimento global ao modificar as nuvens.
Embora o ar mais limpo traga grandes benefícios para a saúde, a redução da quantidade de poluição por partículas também diminuiu o efeito de resfriamento das nuvens, acelerando o aquecimento global.
Nuvens mais escuras e temperaturas mais altas
Nosso estudo se baseou em duas décadas de dados de satélite para analisar os impactos das mudanças na poluição do ar por partículas e do aquecimento global nas nuvens. Os dados mostram que as nuvens de baixa altitude no Hemisfério Norte escureceram rapidamente desde 2003.
Em particular, a refletividade das nuvens sobre o Atlântico Norte e o Pacífico Nordeste caiu quase 3% por década. Durante o mesmo período, as temperaturas da superfície do mar aumentaram cerca de 0,4°C, intensificando as ondas de calor marinhas que danificaram ecossistemas e áreas de pesca.
Esperávamos que o aquecimento global causado pelo aumento dos gases de efeito estufa levasse a uma diminuição das nuvens baixas sobre o oceano. No entanto, as mudanças observadas foram grandes demais para serem explicadas por esse processo ou pela variabilidade climática natural, apontando para uma causa adicional de aquecimento que muitos modelos climáticos subestimaram.
O fator-chave acabou sendo os aerossóis — minúsculas partículas que atuam como sementes para as gotículas das nuvens. Quando há menos aerossóis, as nuvens contêm menos, mas maiores, gotículas. Essas gotículas refletem menos luz solar e são mais propensas a precipitar rapidamente, produzindo nuvens mais escuras e de vida mais curta. Esse processo enfraquece a influência de resfriamento que as nuvens baixas têm sobre as áreas marinhas.
O efeito decorre de dois mecanismos conhecidos: o efeito Twomey, em que menos aerossóis tornam as nuvens menos refletivas, e o efeito Albrecht, em que gotículas maiores encurtam a “vida útil” das nuvens. Juntas, essas mudanças reduzem a refletividade geral do planeta.
Atmosfera mais limpa, planeta mais quente
Em última análise, nosso estudo expõe um paradoxo: o ar mais limpo beneficia a saúde humana, ao mesmo tempo em que revela toda a força do aquecimento causado pelos gases de efeito estufa, que historicamente tem sido “mascarado” pelo efeito de resfriamento da poluição por partículas.
As emissões de dióxido de enxofre (SO₂) — a principal fonte de aerossóis de sulfato — caíram drasticamente à medida que os países adotaram regulamentações mais rigorosas sobre a qualidade do ar. Somente as emissões de SO₂ da China caíram cerca de 16 milhões de toneladas métricas por década desde 2003, com reduções semelhantes nos Estados Unidos e na Europa. Um ar mais limpo significa menos partículas de aerossóis disponíveis para formar nuvens brilhantes e refletivas.
Nosso estudo mostrou reduções de 5% a 10% nas concentrações de gotículas nas nuvens, especialmente em regiões onde o brilho das nuvens diminuiu mais. A estreita correspondência entre a redução dos aerossóis, o aumento do tamanho das gotículas e o escurecimento das nuvens confirmou que o ar mais limpo estava causando o aquecimento regional.
Analisamos 24 modelos do sistema terrestre e descobrimos que a maioria subestimava a magnitude e a extensão das mudanças observadas nas nuvens. Apenas os modelos que representavam com precisão como os aerossóis afetam as nuvens corresponderam às observações do mundo real, destacando uma grande fraqueza da modelagem.
Em nosso estudo, separamos os efeitos da redução da poluição do ar por partículas das mudanças nas nuvens impulsionadas pelo aquecimento geral. Os resultados mostraram que a redução dos aerossóis foi responsável por 69% da perda de refletividade das nuvens, enquanto o aquecimento explicou 31%. Nossas simulações indicam que as mudanças na vida útil das nuvens em resposta ao aumento do tamanho das gotículas (o efeito Albrecht) se mostraram mais influentes na mudança no tamanho das gotículas das nuvens em si (o efeito Twomey).
A redução do brilho das nuvens nessas regiões oceânicas adicionou cerca de 0,15 watts por metro quadrado (W/m²) por década ao desequilíbrio energético global da Terra, embora as regiões cubram apenas 14% da superfície do planeta. O aumento dos níveis globais de CO₂ adicionou cerca de 0,31 W/m² por década durante o mesmo período, o que significa que o ar mais limpo produziu quase metade do aquecimento adicional do que o próprio CO₂ nessas áreas.
Essa descoberta cria um desafio político: as melhorias na qualidade do ar que salvam vidas também removem uma barreira de resfriamento que tem mascarado uma parte significativa do aquecimento causado pelos gases de efeito estufa. Como as emissões de aerossóis devem continuar caindo até meados do século, essa “desmascaramento” pode continuar contribuindo para taxas mais rápidas de aquecimento por décadas.
Importância da observação contínua
Os satélites que observam nuvens e aerossóis estão chegando ao fim de sua missão, com uma retirada gradual prevista para 2026. O monitoramento por satélite de longo prazo provou ser essencial para revelar a ligação entre ar mais limpo, nuvens mais escuras e aquecimento regional, e continuará a ser essencial para compreender o aquecimento futuro.
Nossos resultados sugerem que muitos modelos climáticos podem subestimar o aquecimento regional a curto prazo, à medida que a poluição por partículas no ar diminui. Melhorar a representação nos modelos de como os aerossóis afetam as nuvens e continuar as observações globais será fundamental para projeções mais precisas.
Abordar o paradoxo do ar mais limpo revelando o aquecimento oculto exige a integração das políticas de qualidade do ar e clima e a aceleração da redução da emissão de gases de efeito estufa — a única maneira duradoura de resfriar o planeta.
