A experiência, designada por CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets), foi concebida para estudar o efeito dos raios cósmicos sobre a formação de aerossóis atmosféricos. Compreender o processo de formação de aerossóis é importante para a compreensão da qualidade do ar, do clima e sua evolução, através do mecanismo aerossóis-formação de nuvens.
Os resultados agora publicados mostram que os gases residuais usualmente usados em modelos para determinar a totalidade da formação de aerossóis na baixa troposfera explicam apenas uma pequena fração da produção observada de aerossóis atmosféricos. Os resultados mostram ainda que a ionização dos raios cósmicos aumenta significativamente a formação de aerossóis. Medições precisas como as que o estudo apresenta são importantes para alcançar um entendimento quantitativo da formação de nuvens, e contribuirá para uma melhor avaliação dos efeitos das nuvens nos modelos climáticos.
Jasper Kirkby, responsável pela experiência, salientou que: "Descobrimos que os raios cósmicos melhoram significativamente a formação de partículas de aerossóis na troposfera média e superior. Estes aerossóis podem eventualmente crescer para sementes de nuvens. No entanto, descobrimos que os vapores que se pensavam explicarem a totalidade de formação de aerossóis na baixa atmosfera podem explicar apenas uma pequena fração do observado - mesmo com o aumento associado ao efeito dos raios cósmicos".
Os aerossóis atmosféricos desempenham um papel importante no clima, uma vez que refletem a luz solar e produzem gotículas de nuvem. Aerossóis adicionais seriam, portanto potenciadores da criação de mais nuvens e do prolongamento da sua vida útil. A presença de ácido sulfúrico e vapores de amónia são considerados importantes na formação das nuvens que se formam a partir do agrupamento de moléculas, mas não tem sido bem compreendido qual o mecanismo e a taxa pela qual eles formam aglomerados.
Os resultados do CLOUD mostram que, a poucos quilómetros do solo, o ácido sulfúrico e vapor de água podem formar aglomerados rapidamente, e que os raios cósmicos aumentam dez vezes ou mais a taxa de formação. No entanto, na camada mais baixa da atmosfera, dentro de aproximadamente um quilómetro da superfície da Terra, os resultados mostram que vapores adicionais, tais como vapores de amónia, são necessários.
"Foi uma grande surpresa descobrirmos que a formação de aerossóis na baixa atmosfera não pode ser explicada apenas com o ácido sulfúrico, a água e a amónia", disse Kirkby. "É, agora, de importância vital descobrir quais os vapores adicionais envolvidos, se os mesmos são em grande parte de origem natural ou de origem humana, e descobrir como influenciam a formação das nuvens. Este será o nosso próximo objetivo."
A experiência CLOUD consiste numa câmara em que as condições atmosféricas podem ser simuladas com elevado rigor, e precisão, incluindo as concentrações de vapores. Um feixe de partículas do CERN PS (Proton Synchrotron beam) proporciona uma fonte artificial e ajustável de radiação cósmica.
A equipa portuguesa, composta por investigadores da UBI e da Universidade de Lisboa, concebeu, implementou e atualiza continuamente o sistema de aquisição e armazenamento de dados. A experiência CLOUD utiliza mais de uma dezena de instrumentos para medições de diversas quantidades associadas a aerossóis, tendo a sua integração num sistema coerente e interligado de medições representado um desafio. A equipa portuguesa teve ainda uma participação muito ativa no desenvolvimento do sistema de iluminação de UV (ultra violeta), por fibras óticas, permitindo, não apenas um ambiente livre de contaminação por fontes espúrias de aerossóis, como acontece usualmente com esquemas tradicionais de iluminação de UV, mas também um melhor controle da temperatura da câmara. Os novos compromissos já assumidos pela equipa Portuguesa, que os investigadores da UBI integram, passam pelo desenvolvimento de nova instrumentação ótica a usar na câmara CLOUD e participação na modelação de potenciais efeitos para o Clima.
O CERN, com sede em Genebra, é uma organização europeia de pesquisa nuclear e o principal laboratório do mundo de física de partículas. Atualmente, os Estados-membros são Portugal, Áustria, Bélgica, Bulgária, República Checa, Dinamarca, Finlândia, França, Alemanha, Grécia, Hungria, Itália, Holanda, Noruega, Polónia, Eslováquia, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido. A Índia, Israel, Japão, a Rússia, os Estados Unidos da América, Turquia, a Comissão Europeia e a UNESCO têm estatuto de observador.
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http://www.nature.com/nature/journal/v476/n7361/full/nature10343.html