Como os humanos estão afetando os padrões de vento do hemisfério norte

O verão de 2024 foi o mais quente já registrado e, infelizmente, isso não foi nenhuma surpresa. Os verões estão ficando mais quentes e secos em todo o mundo, incluindo no Hemisfério Norte, levando a secas intensas e ondas de calor na América do Norte e na Europa e representando sérios riscos à sociedade, como incêndios florestais, quebras de safra e riscos à saúde.

Parte do problema é que os sistemas de circulação de ar da Terra, que ajudam a espalhar e dispersar umidade e calor pelo mundo, vêm enfraquecendo ao longo dos anos. No entanto, as razões exatas para esse enfraquecimento têm iludido os pesquisadores.

Agora, em dois estudos liderados pelo Dr. Rei Chemke, do Instituto de Ciências Weizmann, os pesquisadores conseguiram desvendar esse mistério: a atividade humana é o que está enfraquecendo os sistemas de circulação de ar.

Ambos os estudos se concentraram nos padrões de vento que, juntos, agem como uma rede vital através da qual o calor e a umidade transportados pelo vento fluem por todo o mundo. Formando uma parte importante dessa rede estão os rastros de tempestades, sistemas climáticos de alta e baixa pressão que fluem de oeste para leste.

Cumulativamente, essas tempestades têm um impacto significativo na transferência de calor, umidade e fluxo de ar na atmosfera, o que por sua vez afeta as diversas zonas climáticas da Terra.

A segunda parte é a circulação de Hadley, na qual o ar quente se acumula no equador e flui em direção aos polos, descendo para a superfície nos subtrópicos e retornando ao equador, continuando o ciclo.

Embora tanto as trajetórias de tempestades quanto a circulação de Hadley tenham enfraquecido desde pelo menos 1980, apenas o enfraquecimento da circulação de Hadley foi associado a emissões induzidas pelo homem.

Tempestades mais fracas, mais calor

Em um estudo conduzido com o Prof. Dim Coumou do Instituto de Estudos Ambientais de Amsterdã (Vrije Universiteit Amsterdam), Chemke mostrou pela primeira vez que o enfraquecimento das trajetórias das tempestades é devido às emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem, como o CO₂e aerossóis.

“Essas emissões aquecem o ar mais nas latitudes altas do que nas baixas”, diz Chemke. Como resultado, a diferença de temperatura entre as latitudes norte e sul — que impulsiona essas trilhas de tempestade em primeiro lugar — tornou-se menor, e essa redução levou a um enfraquecimento das trilhas de tempestade.

Para chegar a essa conclusão, os cientistas analisaram quantidades massivas de dados climáticos de modelos climáticos de observação e avançados. Somente quando as emissões históricas foram incluídas nos cálculos dos modelos climáticos o enfraquecimento observado pôde ser explicado. Essas descobertas foram publicadas em npj Clima e Ciência Atmosférica.

“As tempestades no verão desempenham um papel importante em trazer ar frio do oceano para a terra”, disse Chemke. “Se você reduzir a intensidade dessas tempestades, você traz menos ar frio. Isso leva a um acúmulo de temperaturas quentes no continente, o que pode levar a eventos de calor cada vez mais extremos.”

O efeito Hadley

As emissões causadas pelo homem também estão afetando a circulação de Hadley de uma maneira historicamente sem precedentes: em comparação com o impacto de fatores naturais no passado, seu efeito é maior em magnitude e funciona na direção oposta, ou seja, enfraquecendo essa circulação em vez de fortalecê-la.

Essa é a conclusão do segundo estudo, publicado na Comunicações da Naturezaque Chemke, que trabalha no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias de Weizmann, conduziu com seu aluno Or Hess.

“Não temos registros de ventos do último milênio, então não podemos simplesmente olhar para os padrões de ventos do passado e compará-los aos atuais, mas há uma boa reconstrução de fatores que impulsionam os sistemas climáticos”, disse Chemke. “Esses fatores são usados ​​para simular o clima do passado em modelos que encapsulam toda a física, biologia e química do sistema climático.”

Usando essas simulações de modelos, Chemke e Hess conseguiram investigar como fatores naturais, como erupções vulcânicas e fluxos solares, modificaram a circulação de Hadley nos últimos séculos.

Eles descobriram que esses fatores naturais agiram para fortalecer a circulação de Hadley ao longo do último milênio — em nítido contraste com o enfraquecimento atual e contínuo dessa circulação. Esses resultados sugerem que as emissões artificiais reverteram um fortalecimento do fluxo induzido naturalmente.

“No milênio anterior, fatores naturais eram dominantes, enquanto agora, emissões artificiais desempenham um papel mais dominante”, disse Hess. “No passado, tínhamos um clima de resfriamento que agia para fortalecer a circulação de Hadley. Hoje, temos um clima de aquecimento que age para enfraquecer essa circulação.”

As forças naturais merecem nossa atenção

Cientistas do clima tendem a olhar principalmente para o impacto da atividade humana no clima, enquanto fatores naturais frequentemente são negligenciados. As novas descobertas mostram o quão importantes esses fatores naturais foram e ainda são. A conclusão é que os cientistas devem considerá-los melhor em modelos climáticos.

“Nosso campo de pesquisa lida principalmente com emissões artificiais e climas mais quentes. Menos atenção é dada ao impacto de fatores naturais, como erupções vulcânicas, flutuações solares ou fontes naturais de gases de efeito estufa”, observou Chemke.

“No entanto, descobrimos que fatores naturais podem ter um efeito importante no clima, embora menor em magnitude em relação ao impacto das emissões causadas pelo homem. Em particular, eles parecem afetar a circulação de Hadley de uma forma oposta à da atividade humana. Isso foi realmente surpreendente para nós, e é algo que deve ser levado em consideração.”