A circulação atmosférica enfraquece após erupções vulcânicas

Variações periódicas na temperatura da água e nos ventos do oceano, chamadas El Niño-Oscilação Sul, são uma importante força meteorológica. Os cientistas sabem que a actividade humana está a afectar este sistema, mas ainda estão a determinar a extensão. Um novo estudo em Natureza revelou que a componente atmosférica deste sistema – chamada Circulação Pacific Walker – mudou o seu comportamento ao longo da era industrial de formas que não eram esperadas.

Uma equipe internacional de cientistas – liderada por dois que trabalharam juntos na Universidade de Washington em St. Louis – também descobriu que as erupções vulcânicas podem causar o enfraquecimento temporário da circulação do Pacific Walker, induzindo condições semelhantes às do El Niño. Os resultados fornecem informações importantes sobre como os eventos El Niño e La Niña podem mudar no futuro.

“O que acontece no Pacífico tropical não permanece no Pacífico tropical”, disse Bronwen Konecky, professora assistente de ciências terrestres, ambientais e planetárias em Artes e Ciências na Universidade de Washington. “Isso impacta vastas extensões do mundo. A Circulação Pacific Walker é um dos principais impulsionadores da variabilidade na precipitação global.”

A rotação da Terra faz com que as águas superficiais quentes se acumulem no lado oeste das bacias oceânicas. No Pacífico, isto induz condições mais húmidas na Ásia, com ventos alísios de baixa altitude soprando para oeste através do mar. Os ventos de leste de alta altitude criam uma circulação atmosférica – a Circulação Pacific Walker – que impulsiona os padrões climáticos no Pacífico tropical e muito além.

Konecky disse que quando se olha para as projeções para os estados climáticos futuros para o mundo, “há um acordo modelo incrivelmente elevado, quando se trata de mudanças futuras na temperatura. Há muito menos acordo quando se trata de mudanças futuras nas chuvas”.

Os modelos climáticos geralmente prevêem que a Circulação Pacific Walker enfraquecerá em resposta ao aquecimento global; no entanto, o seu recente fortalecimento sugere que os aerossóis – a suspensão de partículas sólidas finas ou gotículas líquidas no ar – introduzidos pela actividade humana podem ter o efeito oposto.

“Nós nos propusemos a [determine] se os gases de efeito estufa afetaram a circulação de Pacific Walker”, disse o autor principal Georgy Falster, pesquisador da Universidade Nacional Australiana e do Centro de Excelência ARC para Extremos Climáticos. “Descobrimos que a força geral ainda não mudou, mas em vez disso , o comportamento ano a ano é diferente.”

Falster trabalhou com Konecky como pós-doutorado na Universidade de Washington. Sloan Coats, da Universidade do Havaí em Manoa, e Samantha Stevenson, da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, são os outros autores.

Os cientistas observaram que o período de tempo para a circulação do Pacific Walker alternar entre as fases do tipo El Niño e do tipo La Niña diminuiu ligeiramente ao longo da era industrial. Isso poderia exacerbar os riscos associados de seca, incêndio, chuvas e inundações, disse Falster.

Dito isto, os autores não notaram qualquer mudança significativa na força da circulação – ainda. “Esse foi um resultado surpreendente”, disse Stevenson. “Porque até o final do século 21, a maioria dos modelos climáticos sugerem que a Circulação Pacific Walker irá enfraquecer.”

A equipe usou dados de núcleos de gelo, árvores, lagos, corais e cavernas para investigar os padrões climáticos de longo prazo do Pacífico nos últimos 800 anos. Os cientistas combinaram esses conjuntos de dados com dados observacionais mais recentes e, em seguida, usaram métodos estatísticos para construir reconstruções resolvidas anualmente da Circulação Pacific Walker.

“Nosso estudo fornece um contexto de longo prazo para um componente fundamental do sistema atmosfera-oceano nos trópicos”, disse Coats. “Compreender como a Circulação Pacific Walker é afetada pelas alterações climáticas permitirá que as comunidades em todo o Pacífico e além dela se preparem melhor para os desafios que poderão enfrentar nas próximas décadas.”

Os vulcões desempenham um papel claro

Entre os cientistas do clima, tem havido um debate acalorado nos últimos anos sobre o que o sistema El Niño faz após uma erupção vulcânica, disse Konecky. A Circulação Pacific Walker é o componente atmosférico desse sistema.

“Há muito que sabemos que grandes erupções vulcânicas, especialmente nas regiões tropicais, tendem a arrefecer o planeta durante alguns anos”, disse Konecky. “Mas quando se trata de hidroclima, os impactos são mais difíceis de calcular, porque as chuvas e outras variáveis ​​hidroclimáticas são muito mais barulhentas do que a temperatura. Então, é difícil dizer: foi um pouco mais úmido este ano porque um vulcão entrou em erupção perto de Fiji, ou por algum outro motivo?”

As erupções vulcânicas têm o poder de impactar o clima em escala global, mas nem todos os vulcões têm esse impacto. Pesquisas anteriores mostraram que quando existe um vulcão tropical forte, o mundo tende a ficar um pouco mais frio.

Em termos do potencial impacto no hidroclima ou nas precipitações, outros cientistas têm analisado se as erupções vulcânicas alteram as temperaturas dos oceanos, porque o gradiente das temperaturas dos oceanos no Pacífico tropical pode preparar o terreno para eventos de El Niño. Este novo estudo aborda de frente o impacto das erupções, concentrando-se no comportamento da atmosfera, e não nas temperaturas dos oceanos. Os resultados foram impressionantes:

“Após uma erupção vulcânica, vemos um enfraquecimento muito consistente da circulação Pacific Walker”, disse Konecky.

“Isso não está acontecendo por acaso. É algo bastante robusto”, disse ela. “Vemos uma resposta consistente na atmosfera, enquanto outros não viram a mesma resposta nas temperaturas dos oceanos. E isso ocorre porque a resposta atmosférica é mais forte ou é mais fácil de detectar.”

O estudo foi financiado em parte pela National Science Foundation, sob subsídios AGS-1805141, AGS-1805143, AGS-2041281 e OCE-2202794; e em parte pela Fundação David e Lucile Packard. Partes deste conteúdo são cortesia do Centro de Excelência para Extremos Climáticos da ARC.