Publicado em fevereiro 4, 2013 por HC
O que ‘cria’ o vento? Alguém vai
dizer que as diferenças de temperatura são fundamentais. O ar quente sobe e é
substituído por um ar mais fresco surgindo em baixo. Só que, talvez, a
explicação encontrada em nos livros pode ser simplista.
E se, em vez disso, os ventos que
impulsionam a circulação atmosférica forem criados principalmente pela
condensação de umidade? Muito disso ocorre sobre as florestas tropicais, com a
água que evapora ou é transpirada das árvores (evapotranspiração). Os físicos e
engenheiros florestais por trás dessa ideia controversa dizem que a derrubada
das florestas tropicais podem reduzir os ventos e, por consequência, as chuvas.
O processo físico em si não está em
discussão. Sempre que o vapor de água condensa-se para formar gotas, o seu
volume é reduzido, diminuindo a pressão. Ar se move, criando vento.
Os cientistas do clima sempre
consideraram isso como um efeito trivial. Esta é crítica principal a esta
teoria, desde que foi apresentada pela primeira vez há quatro anos . “Este não
é um efeito misterioso. Ele é pequeno e incluído em alguns modelos
atmosféricos”, diz Isaac Held do National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA), em Princeton, Nova Jersey.
Mas Anastassia Makarieva, da
Universidade de São Petersburgo, na Rússia, diz que os gradientes de pressão
“nunca ter receram uma investigação teórica”. Seus cálculos sugerem que a
condensação de bilhões de litros de água acima de florestas gigantes produzem
um efeito gigante ( Atmospheric Chemistry and Physics , doi.org / KBX ).
O co-autor Douglas Sheil, da Southern
Cross University ,em Lismore, Austrália, diz que os críticos ainda têm de
explicar por que eles acham que Makarieva está errado. Até por que, ele disse,
“isso parece um poderoso mecanismo que rege os padrões climáticos ao redor do
mundo”.
Judith Curry, do Instituto de
Tecnologia da Geórgia, um dos autores do livro didático ‘Thermodynamics of
Atmospheres and Oceans’ , é encorajador. “O processo que descreve é fisicamente
correto”, disse ela. “A questão principal é a sua magnitude relativa em
comparação com outros processos.”
Ninguém duvida que as florestas
‘reciclam’ a chuva através da evaporação e transpiração. Mas esta é a primeira
sugestão de que este processo de reciclagem também influencia até os ventos que
sugam o ar úmido do oceano entre os continentes.
As implicações são enormes. “Nas
teorias padrão, se perdermos as florestas, a precipitação nos interiores
continentais geralmente declina de 10 a 30 por cento. Em nossa teoria, é
provável um declínio de 90 por cento ou mais”, diz Sheil.
Mas não são apenas más notícias. Se
as florestas derrubadas forem replantadas, a teoria sugere, então, que os
ventos que geram chuva podem voltar até mesmo para as terras mais áridas.
Afinal, o Saara era um pantanal exuberante 6000 anos atrás.
Where
do winds come from? A new theory on how water
vapor condensation influences atmospheric pressure and dynamics
A. M. Makarieva1,2, V. G. Gorshkov1,2,
D. Sheil3,4,5, A. D. Nobre6,7, and
B.-L. Li2
1Theoretical Physics Division, Petersburg Nuclear Physics Institute,
188300, Gatchina, St. Petersburg, Russia
2XIEG-UCR International Center for Arid Land Ecology, University of
California, Riverside, CA 92521, USA
3School of Environment, Science and Engineering, Southern Cross
University, P.O. Box 157, Lismore, NSW 2480, Australia
4Institute of Tropical Forest Conservation, Mbarara University of
Science and Technology, Kabale, Uganda
5Center for International Forestry Research, P.O. Box 0113 BOCBD,
Bogor 16000, Indonesia
6Centro de Ciência do Sistema Terrestre INPE, São José dos Campos SP
12227-010, Brazil
7Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus AM 69060-001,
Brazil
Abstract.
Phase transitions of atmospheric water play a ubiquitous role in the Earth’s
climate system, but their direct impact on atmospheric dynamics has escaped
wide attention. Here we examine and advance a theory as to how condensation
influences atmospheric pressure through the mass removal of water from the gas
phase with a simultaneous account of the latent heat release. Building from
fundamental physical principles we show that condensation is associated with a
decline in air pressure in the lower atmosphere. This decline occurs up to a
certain height, which ranges from 3 to 4 km for surface temperatures from 10 to
30 °C. We then estimate the horizontal pressure differences associated with
water vapor condensation and find that these are comparable in magnitude with
the pressure differences driving observed circulation patterns. The water vapor
delivered to the atmosphere via evaporation represents a store of potential
energy available to accelerate air and thus drive winds. Our estimates suggest
that the global mean power at which this potential energy is released by
condensation is around one per cent of the global solar power – this is similar
to the known stationary dissipative power of general atmospheric circulation.
We conclude that condensation and evaporation merit attention as major, if
previously overlooked, factors in driving atmospheric dynamics.
Citation: Makarieva, A. M.,
Gorshkov, V. G., Sheil, D., Nobre, A. D., and
Li, B.-L.: Where do winds come from? A new theory on how water vapor
condensation influences atmospheric pressure and dynamics, Atmos. Chem. Phys., 13, 1039-1056, doi:10.5194/acp-13-1039-2013,
2013. Bibtex EndNote Reference Manager
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* Edição da redação do EcoDebate.
Matéria de Fred Pearce, New Scientist, publicada pelo EcoDebate, 04/02/2013
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