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Crédito: CC0 Public Domain
Ao comparar observações com grandes conjuntos de simulações de modelos climáticos, os cientistas agora podem isolar melhor quando a mudança climática causada pelo homem foi identificada pela primeira vez nas observações.
Grandes conjuntos de condições iniciais (LEs) são simulações de mudanças climáticas realizadas com um único modelo climático. Um LE normalmente possui entre 30 e 100 "membros" individuais, a fim de investigar a variedade da variabilidade natural do clima. Cada membro parte de um estado inicial diferente da atmosfera e / ou oceano e, a partir daí, desenvolve uma sequência única de variabilidade interna natural e a resposta a forçamentos externos (como aumentos nas emissões de gases de efeito estufa ). Em essência, um LE é uma maneira de gerar "muitas Terras" - muitas trajetórias plausíveis de mudança climática que podem ser comparadas à sequência que foi realmente observada.
Cientistas e colaboradores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) do Centro Canadense de Modelagem e Análise Climática e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram que a execução de LEs fornece uma melhor compreensão da incerteza no tempo necessário para detectar mudanças climáticas causadas pelo homem . Sua pesquisa aparece nos Anais da Academia Nacional de Ciências .
Os dois LEs usados no estudo vieram do Modelo do Sistema Terrestre Canadense e do Modelo do Sistema Terrestre da Comunidade dos EUA. Ambos os LEs foram impulsionados por mudanças históricas estimadas em todas as principais forçantes externas naturais e criadas pelo homem. O foco do estudo foi detectar padrões de "impressão digital" causados por seres humanos na temperatura da troposfera (entre a superfície e cerca de 18 km acima) e na estratosfera inferior (entre aproximadamente 14 a 29 km).
Os conjuntos mostraram que o resfriamento estratosférico (principalmente devido ao aumento de substâncias destruidoras da camada de ozônio) foi detectável pela primeira vez entre 1994 e 1996. A identificação do aquecimento troposférico causado por gases de efeito estufa levou mais tempo e só ocorreu entre 1997 e 2003. A detecção posterior de um ser humano O sinal de aquecimento troposférico causado pela maior parte do tempo ocorreu devido à erupção vulcânica do Pinatubo de 1991. Pinatubo aqueceu a estratosfera inferior, mas esfriou a troposfera, mascarando temporariamente os efeitos humanos na temperatura atmosférica. Como a grande capacidade de calor do oceano exerce maior influência sobre a temperatura da atmosfera mais baixa, esse efeito de máscara vulcânica durou mais tempo na troposfera.
O método de "impressão digital" usado pelos autores do estudo é uma ferramenta poderosa para separar os padrões humanos e naturais das mudanças climáticas. Os resultados da pesquisa de impressões digitais fornecem apoio científico às descobertas de uma "influência humana discernível" no clima global. Benjamin Santer, principal autor do estudo, disse que os dados do conjunto "permitem aos cientistas entender melhor como e quando as atividades humanas começaram a afetar o clima".
Como a variabilidade interna natural de ano para ano e década para década é diferente em cada membro do conjunto, houve uma propagação no tempo de detecção de impressão digital nos LEs modelo. Essa expansão foi maior na troposfera (onde o ruído da variabilidade interna é maior) do que na estratosfera inferior. Na maioria dos casos considerados pelos pesquisadores, o modelo espalhado no tempo de detecção na troposfera abrangeu o tempo real de detecção de impressões digitais nos dados de temperatura do satélite. Isso não era verdade na estratosfera inferior, onde a detecção do resfriamento estratosférico causado pelo homem geralmente ocorria mais cedo nos dados de satélite do que nos dois modelos LE.
Os conjuntos canadenses e norte-americanos produziram níveis diferentes de consistência entre o tempo de detecção de impressões digitais no " mundo modelo" e nos dados de satélite. A equipe disse que os cientistas precisam ser cautelosos na interpretação desses resultados. Avaliar a verdadeira consistência entre o tempo de detecção de impressões digitais nas observações e em um grande conjunto exigirá reduzir as incertezas tanto na sensibilidade do sistema climático aos aumentos de gases de efeito estufa quanto no resfriamento causado pelos aerossóis antropogênicos (principalmente por seus efeitos nas propriedades das nuvens).
"Como estatístico, estou empolgado com as possibilidades que as LEs oferecem para estudar sinais e ruídos no sistema climático", disse Giuliana Pallotta, do LLNL, coautora do artigo. "Grandes conjuntos não foram totalmente explorados em estudos climáticos sobre impressões digitais. Deveriam."
Fornecido por Lawrence Livermore National Laboratory
Mais informações: Benjamin D. Santer et al. Quantificando a incerteza estocástica no tempo de detecção de sinais climáticos causados por humanos, Proceedings of National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073 / pnas.1904586116
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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