Eletricidade estática fortalece tempestades de poeira no deserto do que o vento sozinho
Estudos de campo no sudeste do Marrocos, a apenas alguns quilômetros de distância do local desta tempestade de poeira, mostram que os campos elétricos gerados pelo sopro de areia aumentam as emissões de poeira em até 10 vezes mais do que o esperado apenas com o vento.
Durante anos, os cientistas notaram campos elétricos que variam rapidamente dentro de tempestades de poeira e redemoinhos de poeira, os redemoinhos sujos que deslizam por muitas áreas desérticas. Alguns até se perguntaram como esses campos poderiam alterar o tamanho das tempestades, mas ninguém havia feito nenhuma medição. Agora, os primeiros testes de campo no Saara ocidental revelam que os campos - gerados quando os grãos de areia soprados pelo vento se esfregam - elevam a poeira do deserto com muito mais eficácia do que anteriormente reconhecido, criando tempestades maiores e mais duradouras do que o vento sozinho.
"Estou satisfeito (os novos) resultados mostram que o que tínhamos teorizado anteriormente", disse Nilton Renno, um cientista atmosférico da Universidade de Michigan, Ann Arbor, que não esteve envolvido no novo trabalho. "Mas eu não esperava ver o efeito tão claramente nos dados."
Quando o vento começa a soprar em uma superfície arenosa e empoeirada, as partículas mais leves não são as primeiras a se mover. Isso ocorre porque grande parte da poeira está presa a partículas maiores ou presa entre elas. Mas quando os grãos de areia começam a saltar pela superfície, eles atingem outros grãos e soltam a poeira, que então se eleva no ar logo acima do solo. Todos aqueles pulos e empurrões também geram eletricidade estática - a versão geológica de arrastar os pés pelo carpete.
Quando isso acontece, os grãos de areia maiores normalmente perdem elétrons para as partículas de poeira mais leves, dando à poeira uma carga negativa. As partículas de poeira são lançadas no ar mais rapidamente, enquanto os grãos de areia agora carregados positivamente geralmente permanecem mais próximos do nível do solo. Essa separação de cargas cria um campo elétrico que pode ajudar a eletrificar parte da poeira ainda ligada aos grãos de areia, impulsionando ainda mais poeira no ar.
Estudos anteriores sugeriram que os campos elétricos gerados durante os estágios iniciais de uma tempestade de areia teriam esse efeito, mas ninguém havia feito medições de campo para apoiar a ideia, diz Francesca Esposito, cientista planetária do Instituto Nacional de Astrofísica de Nápoles, Itália. Então, ela e seus colegas decidiram fazer exatamente isso. Em um local amplo e plano no sudeste do Marrocos, eles montaram uma estação meteorológica que mede constantemente a velocidade do vento, temperatura, umidade, pressão barométrica e intensidade da luz solar. Sensores extras mediram o campo elétrico 2 metros acima do solo. A equipe coletou dados durante o auge das temporadas de tempestade de poeira do Saara em 2013 e 2014.
Os instrumentos registraram várias tempestades de poeira e redemoinhos de poeira. E em cada um desses eventos, o campo elétrico ficou mais forte do que o normal, muitas vezes em apenas uma questão de segundos, reforçando a ideia de que o embaralhamento dos grãos de areia gera eletricidade estática. Mas os dados também mostraram outra tendência: quando o vento soprou acima de certas velocidades, até 10 vezes a quantidade esperada de poeira subiu do solo , os pesquisadores relatam online na Geophysical Research Letters . Em cada ocasião, o aumento foi muito rápido, sugerindo que as emissões de poeira e o campo elétrico se reforçavam mutuamente, diz Esposito.
Renno, que é coautor de um artigo sugerindo um ciclo de feedback que aumenta a poeira em 2008, diz que está vendo fenômenos semelhantes em estudos de campo em Owens Lake, na Califórnia. Em alguns casos, os campos elétricos diferem na direção daqueles medidos por Esposito e seus colegas - possivelmente, diz Renno, porque diferentes minerais constituem a areia e a poeira nos dois locais.
As descobertas podem ser uma bênção para os cientistas do clima. A poeira atmosférica pode ter um efeito poderoso sobre o clima, absorvendo a luz solar e aquecendo a atmosfera em algumas altitudes, enquanto sombreia e resfria as camadas de ar subjacentes. Algumas das maiores incertezas nos modelos climáticos atuais derivam de suas estimativas abrangentes do tamanho e do número de partículas de poeira na atmosfera. Muitos desses modelos estimam os tamanhos e números das partículas de poeira na atmosfera com base nas condições climáticas , mas não incluem os efeitos dos campos elétricos. Reduzir as incertezas nos modelos pode levar a melhores avaliações do clima a longo prazo, diz Esposito.
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