O PRIMEIRO MODELO DO CLIMA FAZ 50 ANOS, E O AQUECIMENTO GLOBAL FOI PREVISTO QUASE PERFEITAMENTE.

Modelar o clima da Terra é uma das tarefas mais assustadoras e complicadas.

Vista da terra composta por um conjunto de imagens de satélite da NASA do espaço tirada nos anos 2000 aproximadamente.

Se ao menos fôssemos mais como a Lua, as coisas seriam mais fáceis. A Lua não tem atmosfera, nem oceanos, nem capas de gelo, temporadas, flora e fauna complicadas para atrapalhar a simples física radioativa. Não admira que seja tão desafiador modelar! “Modelos climáticos errados“, oito dos primeiros dez resultados apresentar falha. Mas as manchetes nunca são tão confiáveis quanto ir à fonte científica própria, e a fonte final, neste caso, é o primeiro modelo exato do clima nunca: por Syukuro Manabe e por Richard T. Wetherald. Cinquenta anos após seu inovador artigo de 1967, a ciência pode ser avaliada de forma robusta, e eles conseguiram quase tudo exatamente certo.

A Terra e a Lua, à escala, em termos de tamanho e albedo/reflectividade. Note quão mais fraca a Lua aparece, pois absorve luz muito melhor do que a Terra.

Se não houvesse atmosfera na Terra, mensurar o clima seria fácil. O Sol emite radiação, a Terra absorve parte dela incidente e reflete o resto, então a Terra re-irradia essa energia. As temperaturas seriam facilmente medidas com base no albedo (ou seja, refletividade), o ângulo da superfície para o Sol, o comprimento/duração do dia e a eficiência de como ele re-irradia essa energia. Se retirássemos a atmosfera inteiramente, a temperatura típica do nosso planeta seria 255 Kelvin (-18°C/0°F), que é definitivamente mais frio do que o que observamos. Na verdade, é cerca de 33°C (59°F) de diferença que vemos, e que precisamos considerar para essa diferença em um modelo climático preciso.

A atmosfera da terra, como visto durante o por do sol em maio de 2010 da estação espacial internacional.

O número é um contribuinte, de longe, e qual é a diferença? A atmosfera. Este efeito do tipo “cobertor” dos gases em nossa atmosfera foi descoberto pela primeira vez há quase dois séculos por Joseph Fourier e elaborado em detalhes por Svante Arrhenius em 1896. Cada um dos gases presentes tem alguma quantidade de efeitos absorventes na porção infravermelha do espectro, que é a parte onde a Terra re-irradia a maior parte de sua energia. O nitrogênio e o oxigênio são absorvedores terríveis, mas os bons incluem vapor de água, metano, óxido nitroso, ozônio e dióxido de carbono. Quando adicionamos (ou removemos) mais desses gases da atmosfera do nosso planeta, é como espessamento (ou adelgaçamento) do cobertor que o planeta usa. Isso também foi elaborado por Arrhenius há mais de 100 anos.

As janelas de absorção de luz infravermelha e visível de vários gases atmosféricos.

Mas um modelo climático verdadeiro é mais complexo, porque há mais em jogo do que apenas a atmosfera. Os oceanos asseguram que a quantidade de vapor de água (e cobertura de nuvens, que afeta significativamente a temperatura) muda dependendo das condições, e se você mexer com um componente da atmosfera – como dióxido de carbono, por exemplo – impacta as concentrações de outros componentes. Os cientistas referem-se a este processo geral como  feedback, e é uma das maiores incertezas na modelagem climática.

O aumento da emissão de gases de efeito estufa, principalmente o CO2, pode ter um impacto maciço no clima da Terra em apenas algumas centenas de anos. Estamos testemunhando isso acontecendo hoje.

O grande avanço do trabalho de Manabe e Wetherald foi modelar não apenas os feedbacks, mas as inter-relações entre os diferentes componentes que contribuem para a temperatura da Terra. À medida que o conteúdo atmosférico muda, o mesmo acontece com a umidade absoluta e relativa, que impacta a cobertura das nuvens, o conteúdo de vapor de água e o ciclismo/convecção da atmosfera. O que eles descobriram é que se você começar com um estado inicial estável – aproximadamente o que a Terra experimentou por milhares de anos antes do início da revolução industrial – você pode mexer com um componente (como CO2) e modelar como tudo evoluiu.

Concentração de CO2 na atmosfera ao longo das últimas centenas de milhares de anos.

O título de seu trabalho, “Thermal Equilibrium of the Atmosphere with a Given Distribution of Relative Humidity”(Equilíbrio térmico da atmosfera com uma dada distribuição de umidade relativa – download completo aqui gratuitamente), descreve seus grandes avanços: eles foram capazes de quantificar as inter-relações entre vários fatores contribuintes para a atmosfera, incluindo a temperatura/variações da umidade, e como isso afeta a temperatura de equilíbrio da Terra. Seu maior resultado, a partir de 1967:

“De acordo com a nossa estimativa, a duplicação do teor de COna atmosfera tem o efeito de elevar a temperatura da atmosfera (cuja humidade relativa é fixa) em cerca de 2°C”.

O que vimos da Revolução Pré-Industrial até hoje combina muito bem. Não duplicamos o CO2, mas o aumentamos em cerca de 50%. As temperaturas, que remontam às primeiras medições de temperaturas globais precisas na década de 1880, aumentaram quase (mas não completamente) 1°C.

As temperaturas mensais da superfície global (terrestre e oceânica) da NASA para o período de 1880 a fevereiro de 2016, expressas em desvios da média de 1951-1980. A linha vermelha mostra a média de corrida de 12 meses.

Em 2015, todos os autores principais e coordenadores, autores principais e editores de revisão do último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudança Climática (IPCC) foram convidados a nomear seus mais influentes documentos sobre mudanças climáticas de todos os tempos. O artigo de 1967 de Manabe e Wetherald recebeu oito indicações; nenhum outro paper recebeu mais de três. As incertezas em torno da sensibilidade climática ainda hoje estão sendo combatidas, é claro, mas elas foram estabelecidas e quantificadas há cinqüenta anos, e a análise ainda é válida e valiosa até hoje. Ele leva em conta as nuvens, aerossóis, resfriamento estratosférico, feedback de vapor de água e emissões atmosféricas.

A interação entre a atmosfera, as nuvens, a umidade, os processos terrestres e o oceano governam a evolução da temperatura de equilíbrio da Terra.

De acordo com o próprio Manabe – ainda ativo aos 85 anos – a modelagem de processos em larga escala, como a circulação atmosférica, é praticamente idêntica hoje à que era na década de 1960. Fenômenos de menor escala, como convecção úmida, processos de nuvem e processos de superfície terrestre, foram muito mais simples na época e melhoraram tanto na precisão quanto no rigor, embora permaneçam incertezas (particularmente nas nuvens). Há alguns aspectos de modelos que são ineficazes, observa ele, mas não pela razão que as pessoas pensam:

“Os modelos têm sido muito eficazes na previsão das alterações climáticas, mas não têm sido tão eficazes na previsão do seu impacto na sociedade dos ecossistemas e humanos. A distinção entre os dois não foi claramente estabelecida. Por esta razão, devem ser enviados esforços importantes para monitorar globalmente não só as alterações climáticas, mas também o seu impacto nos ecossistemas através da detecção remota a partir de satélites, bem como a observação in situ”.

E há a incerteza de um número um que temos de esperar, de acordo com Manabe? A modelagem das placas de gelo.

A geleira do pé do elefante na Groenlândia é apenas uma parte pequena de uma folha de gelo maciça que ameace fundir inteiramente nos séculos seguintes.

Como o globo continua a aquecer, as placas de gelo – particularmente sobre a Groenlândia – continuarão derretendo. Mas a taxa de fusão, as conseqüências do derretimento e os impactos que vários processos terão não são apenas incertos, eles são sem precedentes. Se toda a camada de gelo da Groenlândia derreter, o nível do mar aumentará em aproximadamente 8 metros, submergindo grandes quantidades de áreas costeiras e haverá baixas em todo o mundo, incluindo a maioria do estado da Flórida. Derretimento, deslizamento, percolação e escoamento são todas fontes de incerteza, e é uma combinação de modelagem e monitoramento que se faz necessária para entender o que está acontecendo.

Sabemos o que vem por meio século de estudos até agora, e estamos no precipício de sua chegada. Nunca houve um momento mais importante para se ouvir a ciência.

Fonte: Forbes

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