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O sudoeste da América do Norte vem sofrendo com extremos climáticos nos últimos anos, desde ondas de calor escaldantes e incêndios florestais até chuvas de monção que causam enchentes e deslizamentos de terra. À medida que as temperaturas em todo o mundo continuam a subir por causa do aquecimento global, uma equipe de pesquisadores da Syracuse University, University of Connecticut, University of Arizona, George Mason University e Harvard University, estão procurando pistas ambientais de milhões de anos no passado. para prever como será o clima do sudoeste no futuro. Ao analisar dados climáticos antigos, os cientistas suspeitam que temperaturas mais altas podem causar chuvas de verão mais fortes e generalizadas no sudoeste dos Estados Unidos.
Regiões subtropicais como o sudoeste da América do Norte estão se tornando mais secas em resposta ao aquecimento global, pois temperaturas mais altas causam mais aridez geral. No entanto, o aumento das temperaturas também pode levar a casos de excesso de precipitação durante os meses de verão. O mecanismo que impulsiona isso é uma monção de fortalecimento. Apenas no verão passado, o sul da Califórnia sentiu os efeitos das monções, com inundações históricas estendendo-se a lugares como o Vale da Morte e outras áreas conhecidas pela falta de chuva.
Em um estudo liderado por Tripti Bhattacharya, professor da família Thonis no Departamento de Ciências da Terra e Ambientais da Syracuse University, os pesquisadores exploraram outro momento da história da Terra com uma forte monção de verão na América do Norte. Durante o Plioceno médio, um intervalo de aproximadamente 3 milhões de anos atrás, apesar dos níveis de dióxido de carbono semelhantes aos de hoje, o sudoeste norte-americano estava surpreendentemente cheio de lagos e espécies de plantas e animais que precisavam de um ambiente mais úmido. O novo artigo da equipe, publicado na revista AGU Advances, sugere que uma monção mais forte no meio do Plioceno pode explicar as condições mais úmidas do passado, com implicações para o futuro.
Encontrando respostas em ceras de folhas antigas
Para entender como a monção mudou no meio do Plioceno, Bhattacharya e a estudante de pós-graduação Claire Rubbelke, Ph.D. candidato em ciências da Terra e ambientais, analisou ceras de folhas da era do Plioceno preservadas em núcleos de sedimentos oceânicos de Baja California e sul da Califórnia. A composição isotópica de hidrogênio dessas ceras revela mudanças passadas nas monções. Como a chuva é a fonte do hidrogênio usado para produzir ceras nas folhas, a medição da concentração de hidrogênio revela os totais de precipitação de um determinado momento no passado. Os pesquisadores extraem as ceras das folhas executando solventes através de sedimentos em alta temperatura e pressão e fazem medições isotópicas usando um dispositivo chamado espectrômetro de massa de cromatógrafo de gás-isótopo, que separa as ceras por sua massa molecular.
“Com informações codificadas em ceras de folhas, descobrimos que o Plioceno apresentava uma monção de verão mais forte no oeste do México, estendendo-se até o sul da Califórnia agora, contrastando com trabalhos anteriores que afirmavam que as mudanças no hidroclima do Plioceno eram apenas o resultado do inverno, não do verão. , chuva”, observa Bhattacharya. “Nosso artigo apresenta a primeira evidência direta de que as mudanças das monções causaram condições úmidas no meio do Plioceno.”
Impulsionado por mudanças de temperatura
O especialista em modelagem climática Ran Feng, professor do Departamento de Geociências da Universidade de Connecticut e segundo autor do estudo, realizou simulações para determinar como as temperaturas da superfície do mar podem ter contribuído para a monção norte-americana mais forte durante o meio do Plioceno. Sua equipe descobriu que as temperaturas dos oceanos no Pacífico foram organizadas de forma a transportar mais umidade dos trópicos para os subtrópicos. Especificamente, houve um gradiente de temperatura subtropical-tropical reduzido que impulsiona o fortalecimento da monção norte-americana.
As temperaturas são um dos fatores determinantes por trás da intensidade das monções. Condições mais quentes no leste do Pacífico equatorial causam movimento descendente sobre muitas regiões de monções do sudoeste da América do Norte, reduzindo a favorabilidade da atmosfera às chuvas. Mas quando a margem da Califórnia é mais quente do que o Pacífico equatorial oriental – como pode acontecer hoje durante eventos de ondas de calor marinhas – maiores quantidades de umidade tropical entram nos subtrópicos, trazendo maior precipitação de monções na América do Norte.
“Ao estudar o clima do meio do Plioceno, podemos determinar como nosso planeta opera em condições quentes”, diz Feng. “O mecanismo que identificamos aqui já está em jogo durante os eventos de ondas de calor marinhas atuais e prevemos que se tornará mais prevalente no futuro com um clima mais quente e talvez eventos de ondas de calor marinhas mais frequentes”.
Seus resultados oferecem a confirmação de que temperaturas mais altas na margem da Califórnia ajudam a aumentar a favorabilidade da atmosfera para as chuvas de monções – essencialmente fornecendo mais energia para alimentar as tempestades de monções.
“As chuvas de verão e as inundações provavelmente aumentarão no futuro no sudoeste da América do Norte”, diz Bhattacharya. “Acreditamos que nosso trabalho é uma boa ilustração de como o passado pode ser usado para prever futuros riscos climáticos”.
Jessica Tierney, professora de geociências da Universidade do Arizona e coautora do estudo, observa que esses intervalos potenciais de chuvas do tipo Plioceno, coexistindo com a intensificação da megaseca no sudoeste da América do Norte, terão implicações para os ecossistemas. infra-estrutura humana e recursos hídricos.
“Uma monção mais forte significa mais chuva para o sudoeste dos EUA, o que é bom para uma região que enfrenta seca crônica”, diz Tierney. “Infelizmente, grande parte da chuva que cai nas tempestades de monção cai muito rapidamente, escorre da paisagem e pode causar inundações catastróficas, representando um perigo para as comunidades”.
Embora as projeções exatas sobre futuras monções norte-americanas permaneçam incertas, seu estudo oferece provas de que um clima mais quente com condições semelhantes às do Plioceno médio traz consigo potencial para uma monção expandida e mais intensa. Com as tendências atuais de aquecimento global e mudanças climáticas causadas pelo homem, as condições extremas das monções de verão podem em breve se tornar mais generalizadas no sudoeste da América do Norte.
Outros autores do estudo incluem Claire Rubbelke, Ph.D. candidato em Ciências da Terra e Ambientais, Universidade de Syracuse; Natalie Burls, professora associada, e Scott Knapp, Ph.D. candidato, Departamento de Ciências Atmosféricas, Oceânicas e da Terra da George Mason University; e Minmin Fu, Ph.D. candidato, Universidade de Harvard.
O trabalho de Bhattacharya foi apoiado por três doações da National Science Foundation: OCE-1903148, OCE-2103015 e EAR-2018078.
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