Os cientistas sabem há algum tempo que a transpiração é o processo pelo qual as plantas e as árvores liberam umidade para a atmosfera, contribui com muito da água que cai de volta na floresta amazônica em sua “estação das chuvas”. Afinal, a transpiração amplifica a estação chuvosa ou começa?
Novas evidências de modelos e sensores, incluindo um satélite da NASA, sugerem que as árvores essencialmente fazem sua própria estação chuvosa, pelo menos na parte sul da floresta tropical. No novo estudo , os cientistas analisaram os dados de vapor de água para mostrar que, no final da estação seca, as nuvens que se formam sobre o sul da Amazônia são formadas a partir da água que sai da própria floresta. Essa umidade das árvores prepara uma bomba atmosférica natural, criando instabilidade suficiente e fornecendo água suficiente para desenvolver os padrões de chuva persistentes da região.
Os resultados têm implicações para o uso da terra na área, porque o desmatamento pode alterar essa bomba natural de chuvas. Observações recentes mostraram que a estação chuvosa no sul da Amazônia tem começado um mês mais tarde do que nos anos 70; a estação seca, conseqüentemente, dura mais tempo. A limpeza e a queima da floresta tropical podem reduzir a quantidade de umidade no ar e produzir aerossóis que podem alterar os padrões de chuva. Se o padrão de secagem continuar, partes da floresta tropical poderão eventualmente fazer a transição para a savana.
As imagens acima mostram uma parte fundamental do processo de produção de chuva no sul da Amazônia. Os mapas à esquerda mostram a umidade específica – quanto vapor de água está contido nas massas de ar – antes, durante e depois da transição da estação seca para a estação chuvosa. As linhas e setas (vetores) mostram a direção predominante do vento. Os mapas à direita mostram a quantidade de deutério (um isótopo mais pesado de hidrogênio) presente no vapor de água, medido pelo espectrômetro de emissão troposférica (TES) no satélite Aura da NASA. Vapor de água com mais pontos de deutério para as plantas como fonte de água.
Na maioria das regiões tropicais, um dos dois fatores geralmente controla o tempo da estação chuvosa: ventos de monção – uma mudança sazonal na direção do vento de terra para mar ou mar para terra – e a Zona de Convergência Intertropical (ITCZ) – um cinturão de comércio convergente ventos ao redor do equador que muda para o norte ou para o sul com as estações do ano. O sul da Amazônia experimenta ambos. Mas a monção geralmente não começa em novembro, e a ITCZ chega no final de dezembro ou janeiro. Enquanto isso, a estação chuvosa começa em meados de outubro.
Rong Fu, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, publicou uma pesquisa em 2004, sugerindo que o aumento da evaporação da água das árvores da floresta tropical pode ser o gatilho que inicia a estação chuvosa. “Não tivemos provas concretas”, disse ela. “Nós especulamos que a umidade veio da vegetação porque as medições por satélite mostraram que a vegetação se tornou mais verde no final da estação seca”, sugerindo o aumento do crescimento das plantas e da transpiração.
Para o novo estudo, John Worden, do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, desenvolveu uma técnica de análise de dados que permitiu a Fu, o principal autor Jonathon Wright (Universidade de Tsinghua), e colegas identificar a fonte de umidade dos dados do TES. A técnica distingue entre hidrogênio e deutério, que combina com o oxigênio para produzir água pesada. Os isótopos mais leves evaporam mais facilmente que os isótopos mais pesados, de modo que o vapor de água que evapora na atmosfera tem menos deutério do que a água líquida.
O vapor de água que evaporou do oceano tem menos deutério do que a água que ainda está no oceano. Isso significa que as massas de ar que transportam a umidade do oceano para os continentes têm menos deutério. Enquanto isso, a água que é transpirada pelas plantas tem a mesma quantidade de deutério que a água que está no solo. As plantas sugam a água para fora do solo como uma palha, não importa qual isótopo a água contém, então o vapor de água transpirado das plantas tem mais deutério do que o vapor de água evaporado do oceano.
Essa diferença era a chave para resolver o mistério da estação chuvosa. As medições do TES mostraram que durante a transição da estação seca para a úmida, a água transpirada rica em deutério se torna uma fonte significativa de umidade para a atmosfera acima da floresta. Menos deutério sugeriria que a umidade vinha dos ventos de monção ou da ZCIT.
Particularmente na troposfera média, o vapor de água crescente fornece o combustível necessário para iniciar a estação chuvosa. “O que mostramos é que, durante a estação seca, a água da vegetação é bombeada para a média troposfera, onde pode se transformar em chuva”, disse Worden.
A descoberta destaca o quão intimamente ligado o ecossistema da floresta tropical é com o clima, disse Fu. “O destino da floresta amazônica do sul depende da duração da estação seca, mas a duração da estação seca também depende da floresta tropical.”
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Referências e Leitura Relacionada
- Wright, JS et al. (2017) Início da estação úmida iniciada pela floresta tropical sobre o sul da Amazônia. Proceedings da Academia Nacional de Ciências , 114 (32).
- Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (2017) Espectrômetro de Emissão Troposférica. Acessado em 24 de outubro de 2017.
- Observatório Terrestre da NASA (2012) Mundo da Mudança: Desmatamento da Amazônia.