Cientistas da Universidade de Aarhus (AU) e o Instituto Nacional de espaço (espaço DTU) mostram que partículas de espaço criam cobertura de nuvens

Nova entrada para o modelo do clima das Nações Unidas: Ulrik Ingerslev Uggerhøj, física e astronomia, AU, juntamente com outros, incluindo Jens Olaf Pepke Pedersen e Martin Bødker Enghoff, DTU espaço, têm diretamente demonstrado em uma nova experiência que a radiação cósmica pode criar pequenas partículas flutuantes – chamados aerossóis – na atmosfera. Ao fazê-lo, eles fundamentaram a conexão entre a atividade magnética do sol e o clima da terra.

Uma visualização artística de alta energia como radiação cósmica atinge a atmosfera terrestre e forma cascatas de novas partículas, incluindo energia-rich elétrons que, agora, os cientistas mostraram ser capaz de criar os núcleos de formação de nuvem (gráficos: NASA)

As nuvens, que são gotas de água, ocorrem mais facilmente quando podem condensar o vapor de água na atmosfera em torno de partículas – poeira ou grandes aglomerados de moléculas. Os pesquisadores mostraram agora que elétrons causados pela radiação cósmica podem criar pequenas partículas que podem crescer na atmosfera em tais núcleos de condensação de nuvem. Isso é interessante em relação a controversa teoria proposta por Henrik Svensmark, DTU espaço, que postula uma correlação entre a atividade solar e a temperatura da terra: quando aumenta a atividade do sol – e assim magnéticos campos (visto como mais manchas solares) – mais  partículas cósmicas desviam e , portanto, menos chegam a atmosfera da terra, após o que há menos formação de nuvens e a temperatura sobe na superfície da terra. E inversamente: quando o campo magnético é enfraquecido, a temperatura cai. (Gráficos: espaço DTU)

Seção de ASTRID-acelerador de partículas maior da Dinamarca – Universidade de Aarhus, do qual os cientistas enviarom elétrons em uma câmara climática e criarom condições semelhantes para a atmosfera na altura onde as nuvens são formadas. Simplesmente, comparando situações na câmara climática com e sem radiação de elétrons, pesquisadores diretamente podem ver que maior radiação leva a mais de aerossóis. Estes aerossóis são interessantes porque eles podem fazer o vapor de água na atmosfera condensar em gotas de água – ou seja, nuvens. (Foto: AU)

Professor associado Ulrik Ingerslev Uggerhøj, departamento de física e astronomia, Universidade de Aarhus.

Senior Scientist Jens Olaf Pepke Pedersen, DTU espaço.

Cientista Martin Bødker Enghoff, DTU espaço.

Com os novos resultados acaba de publicar no Jornal Geophysical Research Letters, os cientistas conseguiram pela primeira vez  diretamente observar que as partículas eletricamente carregadas provenientes do espaço e batendo a atmosfera em alta velocidade contribuam para criar os aerossóis que são os pré-requisitos para a formação de nuvem.

Maior a cobertura de nuvens que ocorrem em todo o mundo, mais baixa é a temperatura global – e vice-versa, quando há menos nuvens. O número de partículas de espaço varia de ano para ano – parcialmente controlado por atividade solar. A compreensão do impacto de partículas cósmicas – consistindo de elétrons, prótons e outras partículas – sobre a formação de nuvens e, assim, o número de nuvens, portanto é muito importante no que respeita aos modelos climáticos.

Com os novos conhecimentos dos pesquisadores, agora é claro que aqui é uma correlação entre a actividade variada do sol e a formação de aerossóis na atmosfera da terra. Inicialmente, os pesquisadores demonstraram que existe uma correlação, e agora, portanto, execução das medições sistemáticas e modellings para determinar quão importante é para o clima. Os novos estudos serão feitos no espaço DTU em Copenhaga, com suporte que inclui uma nova concessão de 2 milhões de coroas dinamarquesas (aproximadamente 270000 euros) dos conselhos de investigação nacional dinamarquesa.

Experimentar uma câmara climática

Em uma câmara climática na Universidade de Aarhus, cientistas criaram condições semelhantes para a atmosfera na altura onde sejam formam nuvens baixas. Por irradiação esta atmosfera artificial com elétrons rápidos de ASTRID-acelerador de partículas maior da Dinamarca – eles também criaram condições que lembram os naturais quanto a este ponto.
Simplesmente, comparando situações na câmara climática com e sem radiação de elétrons, os pesquisadores diretamente podem ver que maior radiação leva a mais de aerossóis.
Na atmosfera, estes aerossóis crescem em núcleos de nuvem real de horas ou dias, e consistem em concentrados de vapor de água sobre estes, formando assim as pequenas gotículas das nuvens.

Plano de fundo

Com base na correlação entre o nível de atividade do sol e a temperatura global da terra, o investigador do clima dinamarquês Henrik Svensmark propôs uma teoria controversa na década de 1990: que poderia haver uma correlação entre a intensidade da radiação cósmica que atinge a terra – e que é afetado pela atividade do sol – e o número de nuvens formadas.
Com a experiência em Aarhus, o grupo de pesquisa agora tomou um passo mais perto para ser capaz de demonstrar esta relação. Há muito para indicar que os modelos climáticos fica devem ter radiação cósmica em consideração. Ao fazê-lo, os novos resultados fornecem esperança para melhores modelos climáticos que podem descrever a temperatura e o clima da terra com mais precisão.

Comentários de três dos cientistas para trás o experimento:

Senior Scientist Jens Olaf Pepke Pedersen, DTU espaço, diz:

” A Universidade de Aarhus tem instalações pendentes que permitem-pela primeira vez realizar um teste muito direto da teoria sobre as partículas cósmicas, causando a formação de droplet na atmosfera”.

Cientista Martin Bødker Enghoff, DTU espaço, acrescenta:

“Antes de nós pode dizer como é grande o efeito é, é evidente que nossos resultados devem ser verificados-apenas como mais medições e cálculos de modelo precisam ser feitas. No entanto, podemos já revelar com nenhuma dúvida que lá é um efeito.”

“É um prazer ver esses resultados na investigação sobre o clima a ser alcançados em nosso accelerator. Na verdade, só é possível fazer pesquisa correspondente no CERN – o centro comum de investigação europeu,”diz o Professor associado Ulrik Uggerhøj, departamento de física e astronomia, Universidade de Aarhus.

Fatos sobre o experimento

Uma câmara contém ar com precisão equilibradas quantidades de dióxido de enxofre, ozônio e vapor de água irradiados com elétrons. A luz solar é um ingrediente necessário para formação de aerossóis na atmosfera natural, e ele é imitado na câmara climática por uma lâmpada que emite luz ultravioleta. Processos atmosféricos naturais tais como a formação de ácido sulfúrico são, portanto, imitados, e estas são um ingrediente importante nos aerossóis. Quando elétrons o acelerador irradiar a mistura de ar, um aumento ocorre na produção de aerossóis, que funcionam como núcleos de produção de gotículas de nuvem. Na anteriores céu experimentos conduzidos por DTU espaço na Copenhagen, radiação cósmica foi simulada por radiação gama e os cientistas viram aqui que os raios gama também poderia formar aerossóis. Na nova experiência com os elétrons ricos em energia o acelerador ASTRID, existe muito mais semelhança com os raios cósmicos que ocorrem na natureza.

Um grupo de investigação internacional importante no Centro Europeu de investigação das partículas (CERN) em Genebra, Suíça, trabalhou durante vários anos para demonstrar a correlação que os pesquisadores dinamarqueses têm encontrado, e o grupo anunciou que seus membros estão também a caminho com seus primeiros resultados extensivos. Em comparação com o projeto do CERN, os cientistas dinamarqueses têm um orçamento extremamente modesto, mas quando se trata de produzir partículas que se assemelha a cósmicas ones, as instalações da Universidade de Aarhus são iguais para as instalações mais avançadas do mundo.

Mais informações

  • Veja cobertura em physicsworld.com em 13 de Maio de 2011 em conjunto com a publicação do artigo os pesquisadores no Geophysical Research Letters em 12 de Maio de 2011.
  • Leia o artigo  na revista Geophysical Research Letters (especial assinatura necessária para ler todo o artigo, mas o resumo e uma figura estão disponíveis ao público).

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