Quando o Anak Krakatau entrou em erupção, há algumas semanas, o satélite EarthCARE da Agência Espacial Europeia, em órbita acima, captou perfis verticais de diferentes componentes dentro da pluma vulcânica. Concebido principalmente para melhorar a nossa compreensão de como as nuvens e os aerossóis influenciam o clima da Terra, o EarthCARE também forneceu informações valiosas para apoiar a segurança do tráfego aéreo.
Ao mesmo tempo, estas observações oferecem novas perspetivas sobre o impacto que as erupções vulcânicas têm no sistema climático.
O Anak Krakatau, que significa Filho de Krakatoa, tem estado esporadicamente ativo desde que emergiu do mar, no início do século passado, na caldeira formada após a erupção do Monte Krakatoa, em 1883.
Embora o Anak Krakatau não tenha explodido com o poder aterrador do Krakatoa, que causou um tsunami devastador, hoje mesmo erupções vulcânicas relativamente pequenas podem ter um grande impacto no tráfego aéreo.
Localizado no Estreito de Sunda, entre Sumatra e Java, na Indonésia, o Anak Krakatau entrou em erupção a 4 de setembro, levando ao cancelamento de milhares de voos e deixando centenas de milhares de passageiros retidos.
As cinzas vulcânicas podem danificar ou mesmo provocar a paragem dos motores das aeronaves, além de reduzirem a visibilidade dos pilotos ao riscar os vidros da cabine. Os gases tóxicos, como o dióxido de enxofre, podem contaminar ainda mais o ar da cabine. Para mitigar estes riscos, uma rede global de nove Centros de Alerta de Cinzas Vulcânicas (VAAC, na sigla em inglês) é responsável por fornecer orientações à aviação, cada um com responsabilidade por uma região específica do globo.
A erupção do Anak Krakatau ficou sob a responsabilidade do VAAC de Darwin, operado pelo Departamento de Meteorologia da Austrália (BOM, na sigla em inglês), que rapidamente adicionou os dados exclusivos do lidar atmosférico (ATLID) da EarthCARE ao seu conjunto de ferramentas de monitorização por satélite.
Juntamente com o radar de perfilamento de nuvens (CPR), o imageador multiespectral (MSI) e o radiómetro de banda larga (BBR), o ATLID é um dos quatro instrumentos do EarthCARE – todos utilizados em sinergia para medir nuvens e aerossóis, de forma a aprofundar a nossa compreensão de como regulam o balanço energético da Terra.
O ATLID é um instrumento laser altamente especializado. Emite impulsos de luz ultravioleta em direção à Terra e mede a luz que se dispersa de volta para o satélite, proporcionando uma visão única do topo das nuvens e dos perfis verticais dos aerossóis atmosféricos.
O ATLID não só fornece informações importantes sobre a altitude e a concentração de aerossóis, como também pode ser utilizado com algoritmos avançados para estimar os tipos de aerossóis – como cinzas, fumo, sulfato, sal marinho e poeira do deserto.
A imagem abaixo utiliza uma captura do Copernicus Sentinel-3 no dia 5 de setembro, sobreposta a dados dos instrumentos MSI, ATLID e CPR do EarthCARE. A imagem indica também os níveis de voo das aeronaves: a maioria das aeronaves voa em torno do nível de voo 350 (FL350), o que corresponde a 35.000 pés (cerca de 10.700 metros).
A faixa obtida pelo instrumento MSI mostra a pluma vulcânica em cores falsas, com as áreas roxas a destacarem as cinzas e o verde brilhante a indicar o gás dióxido de enxofre.
Acima da gama do MSI, a cortina vertical mostra uma variedade de diferentes tipos de aerossóis medidos pelo ATLID e pelo CPR. Estes tipos de aerossóis estão dispersos em camadas de sulfato opticamente finas e espessas, cinzas finas e uma característica distinta do que se acredita ser cinza grossa (castanho escuro).
A área sombreada a cinzento é uma região onde o feixe laser do ATLID não consegue penetrar a camada opticamente espessa de partículas de sulfato (laranja) acima, e onde o CPR não tem sensibilidade às cinzas finas.
Robin Hogan, do Centro Europeu de Previsões Meteorológicas a Médio Prazo (ECMWF), explicou: “O radar CPR tem uma sensibilidade muito diferente às partículas atmosféricas em comparação com o ATLID: o seu comprimento de onda muito maior significa que é muito mais sensível a partículas grandes e muito menos sensível a partículas pequenas. Normalmente, esperaríamos que as partículas numa pluma vulcânica a 200 km da fonte fossem demasiado pequenas para serem detetadas por um radar.
“No entanto, graças à sensibilidade excecionalmente elevada do CPR, deteta uma característica que se estende desde a superfície até cerca de 6 km (castanho escuro), que se acredita corresponder a agregados de cinzas maiores que se estão a depositar na pluma”.
Helen Dacre, da Universidade de Reading, no Reino Unido, acrescentou: “Se confirmado, isto forneceria provas úteis de que as grandes partículas de cinzas podem permanecer em suspensão durante mais tempo e viajar mais longe do que se costuma supor. A observação oferece, portanto, uma oportunidade valiosa para restringir as taxas de sedimentação de cinzas e os processos de transporte de longo alcance em modelos de dispersão de cinzas vulcânicas”.
Embora ainda haja especulações sobre o que está realmente na área cinzenta, o que requer estudos adicionais, a mensagem para as autoridades de aviação é simples: não sobrevoem esta área.
Andy Prata, do BOM (Escritório de Meteorologia da Austrália), afirmou: “Juntamente com os meteorologistas do VAAC (Centro de Avaliação de Vulcões da Austrália), conseguimos verificar a previsão da pluma que se deslocava para oeste no nível de voo 500 (FL500), que está a uma altitude de cerca de 15 km. O ATLID (Índice de Dissipação de Calor de Aeronaves Vulcânicas) foi crucial para ajudar os meteorologistas a verificar a altitude da componente superior da pluma.”
Shannon Mason, também do ECWMF (Centro Europeu de Monitorização da Poluição das Águas Vulcânicas), afirmou: “As plumas separadas, estratificadas e interativas de cinzas, nuvens, gases e aerossóis provenientes de erupções vulcânicas são complexas e evoluem rapidamente.
Com uma observação oportuna do EarthCARE (Centro de Monitorização da Poluição da Terra), conseguimos compreender a estrutura vertical deste evento em tempo quase real para orientar as recomendações de aviação. Os cientistas continuarão a utilizar as medições do EarthCARE para compreender melhor como as cinzas e outros aerossóis vulcânicos se comportam nas horas e dias após uma erupção.”
Alex Hoffmann, da ESA, acrescentou: “Embora representem um desafio imediato para a aviação, os impactos das grandes erupções vulcânicas podem ser muito mais duradouros. Os aerossóis de sulfato injetados na estratosfera pela erupção do Krakatoa em 1883 persistiram durante mais de um ano, refletindo a luz solar incidente e provocando um arrefecimento global temporário.
“Compreender a altitude de injeção do material vulcânico e as suas propriedades óticas é particularmente importante para compreender os impactos climáticos – informação que o lidar do EarthCARE está bem posicionado para fornecer.”
Com o EarthCARE, os cientistas conseguem rastrear a evolução de plumas como as do Anak Krakatau e observar o subsequente transporte global de aerossóis, como demonstrado em 2024, quando os dados do ATLID contribuíram para a compreensão do transporte global de aerossóis vulcânicos estratosféricos da erupção do Monte Ruang, também na Indonésia.
Em sinergia, o conjunto de instrumentos do EarthCARE fornece informações globais sobre os efeitos das erupções no balanço de radiação da Terra.
Texto original: EarthCARE’s view of volcanic plume boosts air safety
Texto e imagens: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa