Luz solar pode controlar o clima

Pequenas mudanças na intensidade do brilho solar podem provocar grandes impactos de médio e curto prazo no clima da Terra. Agora, de acordo com um novo estudo publicado na revista Science, os cientistas estão conseguindo entender os detalhes de como esse processo funciona.

Durante décadas, cientistas observaram que certos fenômenos climáticos – oceanos mais quentes, maior quantidade de chuvas tropicais, menos nuvens subtropicais, circulação mais intensa de ventos – parecem estar relativamente associados ao ciclo de atividade solar de 11 anos, que provoca marés e refluxos em regiões de manchas solares, resultando em variações na emissão total da radiância solar.

Essa variação é de aproximadamente 0,2 watt/m2 – pouco significativa para explicar, por exemplo, o real aquecimento das temperaturas da superfície do mar. Uma série de teorias se propõe a explicar a discrepância: alteração da química do ozônio da estratosfera, aumento de luz solar em áreas sem nuvens, e até raios cósmicos. Mas nenhuma delas isoladamente explica o fenômeno.

Utilizando um modelo computacional que reúne a química do ozônio e a quantidade reduzida nuvens subtropicais quando o Sol é mais intenso, o climatologista Gerald Meehl, do Centro Nacional Americano de Pesquisa Atmosférica (NCAR, na sigla em inglês) em Boulder, Colorado, e colegas reproduziram todos os fenômenos climáticos cíclicos observados quando a luz solar aumentou e diminuiu de intensidade ao longo do último século. “Mesmo que a variabilidade do Sol seja pequena em médias globais, regional ou localmente pode ser muito maior”, explica Meehl. Segundo ele, alterações na quantidade de ozônio estratosférico e na cobertura de nuvens subtropicais “podem se somar e se reforçar mutuamente amplificando esse pequeno sinal forçante”.

Se o modelo estiver correto, o mecanismo deve funcionar da seguinte forma: quando o Sol estiver com intensidade máxima, o ozônio da estratosfera tropical aprisiona ligeiramente mais calor na forma de aumento da radiação ultravioleta, aquecendo as vizinhanças e permitindo maior produção de ozônio. (Temperaturas mais altas facilitam a quebra de moléculas de O2 pela radiação ultravioleta, permitindo assim que os íons livres de oxigênio se prendam a outras moléculas de sua espécie para criar ozônio). Este, por sua vez, também se aquece e o ciclo prossegue, resultando em aproximadamente mais 2% de ozônio, globalmente. Mas essa mudança também começa a afetar a circulação da própria estratosfera, que então muda a circulação das camadas mais baixas da atmosfera – a troposfera – reforçando certos padrões de vento que afetam o clima a que estamos submetidos.

Enquanto isso, o aumento de radiância durante o máximo solar aquece mais o oceano em áreas já relativamente menos cobertas por nuvens, por causa do ar descendente mais frio. Isso provoca mais evaporação, que é transportada de volta aos trópicos, pela circulação dos ventos, onde desce novamente na forma de chuva, mas também reforça a convecção vertical responsável pela falta de nuvens nos céu subtropical. Esse fenômeno, por sua vez, aumenta ainda mais a pressão descendente nos subtrópicos, resultando em ainda menos nuvens – novamente aproximadamente 2% menos de nuvens sobre essas regiões do Pacífico. “O que se faz é simplesmente acelerar todo esse sistema”, observa Meehl.

Mas o modelo não reproduziu exatamente as condições reais. Enquanto as temperaturas da superfície do mar no leste do Pacifico normalmente diminuem de aproximadamente 0,8º C sob Sol ativo, o modelo só conseguiu reproduzir cerca de 0,6º C de resfriamento. O modelo também não conseguiu prever onde as variações realmente acontecem. Provavelmente outros fatores estão contribuindo também, avalia Meehl e até o melhor modelo computacional só chegaria perto das complexas condições reais do clima.

No momento, o Sol está estacionado em um período de atividade extremamente baixa, não como o Mínimo de Maunder, que pode ter sido responsável pela pequena Era do Gelo que congelou a Europa no fim do século 17. E, na segunda metade do século 20, a radiância solar permaneceu relativamente constante enquanto as temperaturas globais aumentaram – descartando ser a nossa estrela diretamente responsável pelo aquecimento do planeta.

A pesquisa agora começa a explicar os mecanismos físicos das mudanças na radiância solar que podem ter provocado impactos no planeta. Isso significa que o próximo ágio do ciclo solar e, consequentemente, do brilho solar pode ser condições que propiciem o surgimento do La Niña – águas da superfície do oceano anormalmente baixas – no Pacifico equatorial. “Sempre que isso acontece, há chances de ocorrer um La Niña fraco – como padrão”, prevê Meehl.