Você pode ter aprendido que “o ar quente sobe e o ar frio desce”. Mas isso nem sempre é verdade.

Isso ocorre porque a flutuabilidade do ar – sua capacidade de subir – é ditada pela temperatura e pela quantidade de vapor de água que contém. O ar seco contém principalmente os elementos nitrogênio e oxigênio, reunidos em moléculas diferentes. O vapor de água é menos denso do que essas moléculas pesadas; no ar úmido, o vapor de água ocupa um espaço que normalmente seria ocupado por nitrogênio e oxigênio. Conhecido como “efeito de flutuabilidade do vapor”, esse fenômeno torna a umidade ar mais leve que o ar seco com a mesma temperatura, pressão e volume.

Em grande escala, o efeito de flutuabilidade do vapor ajuda a direcionar o movimento do ar através da região mais baixa da atmosfera, conhecida como troposfera, e afeta particularmente o ar em regiões tropicais úmidas. Mesmo nos trópicos, algumas manchas de ar permanecem relativamente secas em comparação com o ar mais úmido localizado a leste ou oeste. Agora, um novo modelo climático sugere que este ciclo de ar úmido subindo e ar seco afundar pode, de certa forma, atenuar os efeitos de c última mudança nos trópicos.

“Sem esse efeito, o aquecimento do clima seria ainda pior”, disse o autor do estudo Da Yang, professor assistente de ciências atmosféricas na Universidade da Califórnia em Davis e cientista do Lawrence Berkeley National Laboratory . De acordo com o modelo de Yang, publicado em 6 de maio na revista Science Advances, o efeito de flutuabilidade do vapor amplifica a quantidade de energia térmica (calor) liberada para o espaço por regiões tropicais, da ordem de cerca de 1 a 3 watts por metro quadrado . O modelo sugere que, à medida que os climas tropicais esquentam, o efeito pode aumentar exponencialmente, o que significa que a região liberaria mais e mais calor, mesmo com o aumento das temperaturas.

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Dito isso, o efeito de flutuabilidade do vapor de forma alguma cancela os efeitos da mudança climática, disse Yang. Mas pode estabilizar um pouco os climas tropicais enquanto as temperaturas nos pólos da Terra sobem em um ritmo comparativamente mais rápido, disse ele.

Mas como isso funciona, exatamente?

Nuvens e céu claro

O efeito de flutuabilidade de vapor “é conhecido pelos meteorologistas há muito tempo”, pelo menos um século, Olivier Pauluis, um professor de Matemática e Atmosfera / Ciência Oceânica da Universidade de Nova York que não esteve envolvido no estudo, disse ao Live Science por e-mail. Embora familiar para muitos, a noção de que o ar quente sempre sobe e o ar frio sempre desce é uma “suposição incorreta”, disse ele.

“A” sabedoria convencional “correta remonta ao princípio de Arquimedes” e é que o ar leve sobe, o ar pesado desce. “No entanto, o ar úmido é mais leve do que o ar seco com a mesma temperatura e pressão, disse Pauluis.

Embora os modelos modernos de mudança climática levem essa sabedoria em consideração, Yang pretendeu investigar como o ar úmido dos trópicos influencia o aquecimento geral da região, mais especificamente.

Os trópicos ficam a cerca de 20 graus do equador, envolvendo o planeta como um cinturão, de acordo com a National Geographic. trópicos, os padrões globais de circulação de ar geram colunas de ar úmido e colunas de ar relativamente seco que ficam lado a lado, estendendo-se para o céu, disse Yang. O mesmo padrão de colunas de ar alternadas também se manifesta em escalas menores, mas esses bolsões localizados de ar se dissipam dentro de uma questão de da sim, enquanto os de maior escala permanecem estáveis por longos períodos de tempo e influenciam o clima nos trópicos, disse ele.

Nuvens e tempestades se formam no ar úmido, enquanto o céu claro cobre amplamente as regiões secas, Yang disse. O vapor d’água atua como um gás de efeito estufa, prendendo a energia térmica emitida pelos oceanos, terras e regiões inferiores da atmosfera; portanto, pouca energia pode escapar para o espaço das regiões mais úmidas dos trópicos. “A maior parte da energia seria emitida das regiões de céu claro, não das nuvens”, disse Yang.

É aqui que o efeito de flutuabilidade do vapor entra em ação.

De acordo com os modelos de computador da equipe, o ar frio impregnado de vapor d’água sobe, formando nuvens e deixando cair a chuva. Enquanto isso, o ar relativamente seco e quente desce em regiões claras do céu. o clima tropical aquece, mais água aquece e passa para a sua forma vaporosa, fazendo com que o ar acima fique cada vez mais húmido. A alteração subsequente na flutuabilidade conduz o ar húmido para cima e provoca ondulações no ar circundante; estas ondulações, conhecidas como ondas de gravidade atmosférica, empurram o calor do ar úmido para o ar seco próximo, disse Yang.

Basicamente, as ondas equilibram o aumento repentino na flutuabilidade do vapor reduzindo qualquer flutuabilidade adicional fornecida pelo calor, disse ele.

Este ciclo leva mais e mais calor para o ar seco, o que libera energia térmica para o céu claro acima, disse Yang.

“Em outras palavras, tornará o ar seco que afunda ainda mais quente”, permitindo que mais calor seja emitido de regiões de céu claro, disse Yang. “Se não tivéssemos esse efeito de flutuabilidade de vapor, provavelmente seria o contrário”, o que significa que o ar cada vez mais quente subiria em regiões úmidas onde seu calor ficaria preso sob as nuvens, acrescentou.

A descoberta não é “necessariamente inovadora”, como os cientistas já sabem sobre o efeito de flutuabilidade do vapor há muito tempo, disse Pauluis. No entanto, destaca a necessidade de levar em conta a temperatura e a umidade relativa ao modelar as mudanças climáticas, especialmente em regiões tropicais, acrescentou.

Olhando para o futuro, Yang e seus co-autores pretendem desenvolver modelos em grande escala para testar sua teoria. No estudo atual, eles modelaram sistemas de pequena escala de ar úmido e seco que permaneceram estáveis ao longo do tempo, como um sistema de grande escala faria. Para desenvolver um modelo em escala real que capture a atividade nos trópicos, em geral, a equipe exigirá muito mais poder de computação. Além disso, Yang espera coletar dados observacionais de diferentes regiões tropicais, para ver como as previsões da equipe se comportam no mundo real.

“Também queremos saber como a flutuabilidade do vapor afeta as nuvens e os ventos na Terra? “, disse ele.

” Um desafio central na previsão de mudanças climáticas futuras consiste em avaliar corretamente as mudanças nas nuvens de baixo nível, que é onde o efeito é mais significativo “, acrescentou Pauluis.

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Originalmente publicado na Live Science.