Paisagens urbanas e aerossãois feitos pelo homem -partículas suspensas na atmosfera - tem o potencial não apenas de tornar as rajadas mais fortes e o granizo maiores; eles também podem comea§ar tempestades mais cedo e atémesmo puxa¡-los para as cidades, de acordo com uma nova pesquisa que explora o impacto do desenvolvimento urbano sobre o clima perigoso, liderada por cientistas do Laborata³rio Nacional do Noroeste do Paca­fico do Departamento de Energia dos EUA.

Ao modelar duas tempestades - uma perto de Houston, Texas, e outra em Kansas City, Missouri. - o cientista atmosfanãrico Jiwen Fan revelou os efeitos separados e sinanãrgicos que as paisagens urbanas e os aerossãois causados ​​pelo homem podem ter sobre tempestades, chuva e granizo.

No caso da tempestade em Kansas City , o solo urbano e os aerossãois trabalharam juntos para ampliar a frequência de granizo em cerca de 20 por cento. Em Houston, uma tempestade, de outra forma mais suave, causou chuvas ampliadas e mais duradouras que se desenvolveram mais cedo, entre outrasmudanças.

Fan compartilhou suas descobertas na reunia£o de outono da Unia£o Geofa­sica Americana em 2020, na tera§a-feira, 1º de dezembro, e respondeu a s perguntas virtualmente na tera§a-feira, 15 de dezembro.

"A novidade do nosso estudo éque consideramos o solo urbano e os aerossãois juntos", disse Fan, "em vez de seus impactos separados."

Em trabalhos anteriores, pesquisadores mostraram que o solo urbano molda o clima, tanto por sua natureza topogra¡fica quanto pelo calor que produz. As cidades costumam ser mais quentes do que seus arredores, porque os edifa­cios não apenas absorvem e retem o calor do sol de maneira diferente das a¡rvores e terras agra­colas, mas também bloqueiam o fluxo do vento.

Mesmo assim, muitos estudos se concentram principalmente em como as cidades e os aerossãois mudam a precipitação e a temperatura, ou examinam apenas a influaªncia desses fatores separadamente, em vez de seu efeito conjunto.

Fan modelou dois tipos muito diferentes de tempestade: a tempestade violenta, rotativa e cheia de granizo de Kansas City e a tempestade mais suave induzida pela brisa do mar em Houston. Ela simulou várias versaµes das mesmas tempestades, com e sem cidades e aerossãois presentes, para isolar os efeitos desses dois fatores distintos.

Em Houston, as chuvas da tarde aumentaram a  medida que o solo urbano e os aerossãois trabalharam em sinergia para amplificar as chuvas. Em comparação com as simulações sem cidades, a chuva atingiu Houston cerca de meia hora antes, aumentando seu total em 1,5 mila­metros a mais. Os ventos da brisa do mar também sopraram mais fortes, intensificados pela influaªncia do solo urbano.

 

Quando o ar mais frio e denso da brisa do mar fluiu em direção a Houston, trouxe umidade com ele e se chocou com o ar mais quente e mais leve da cidade. Os dois se misturaram ao se encontrar, criando uma convecção mais forte em comparação com simulações sem terreno urbano.

As nuvens de tempestade de Houston começam como nuvens quentes com apenas gotas la­quidas, mas a brisa marinha reforçada causou uma transição acelerada para nuvens de fase mista, nomeadas por sua mistura simulta¢nea de vapor de a¡gua,partículas de gelo e gota­culas de águasuper-resfriada. Mesmo depois que a brisa do mar passou, disse Fan, o calor residual da cidade continuou alimentando a convecção da tempestade durante a noite, causando chuvas mais duradouras. Compare isso com a simulação de Fan onde a cidade foi removida, mostrando uma brisa do mar mais fraca e uma tempestade que se dissipou antes.

Os aerossãois desempenharam um papel mais importante no aumento da precipitação do que os solos urbanos em Houston. Amedida que nuvens de fase mista se formavam e a convecção ficava mais forte, váriaspartículas ultrafinas foram transformadas em gota­culas de nuvem. Essa transformação aumentou a conversão de vapor d' águaem condensados ​​de nuvem, aumentando assim o aquecimento latente e fortalecendo ainda mais a tempestade.

No caso da tempestade em Kansas City, o calor da cidade foi levado a favor do vento, onde encontrou a tempestade já formada na fronteira urbano-rural ao norte. Quando o ar mais quente e seco encontrou o ar rural mais frio e aºmido, intensificou a convergaªncia, criando uma mistura turbulenta e uma tempestade mais violenta que se deslocou em direção ao solo urbano.

Em contraste com a tempestade de Houston, os aerossãois de Kansas City não influenciaram o ini­cio ou a propagação da tempestade, nem influenciaram muito o granizo por conta própria. Mas, quando simulados ao lado de terreno urbano, os dois amplificaram o granizo, produzindo sinergicamente uma tempestade de granizo mais perigosa. Por causa dessa relação, disse Fan, éimportante levar em consideração tanto o solo urbano quanto os aerossãois ao explorar o impacto que as cidades tem sobre o clima e os perigos associados.

O granizo sozinho inflige bilhaµes de da³lares em danos nos Estados Unidos e, de acordo com a Administração Ocea¢nica e Atmosfanãrica Nacional, épossí­vel que granizo especialmente grande caia a mais de fhail100 milhas por hora.

Terrenos urbanos e aerossãois moldam o clima de maneira diferente, de acordo com Fan, dependendo de outras condições ambientais, como se o ar já estãopolua­do.

"O efeito do aerossol realmente depende da concentração de fundo", disse Fan. "Se o ambiente já estãopolua­do, adicionar mais aerossãois não parece afetar muito. Mas se vocêjá estiver limpo e adicionar aerossãois, pode causar um grande impacto."

O movimentado canal de embarque de Houston e as refinarias de petra³leo próximas, três das quais estãoem sua área metropolitana, descarregam aerossãois regularmente na atmosfera, disse Fan. A umidade também, acrescentou ela, pode amplificar o efeito do aerossol .

Fan espera que seu trabalho possa levar a previsaµes mais precisas de clima perigoso, mitigando a morte e os danos causados ​​por tempestades. Ela planeja explorar mais profundamente como a urbanização em expansão ira¡ moldar tempestades severas em cenários clima¡ticos futuros.