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Um novo estudo do pesquisador emérito da UC San Diego Scripps Institution of Oceanography, Peter Bromirski, usa quase um século de dados para mostrar que as alturas médias das ondas de inverno ao longo da costa da Califórnia aumentaram à medida que as mudanças climáticas aqueceram o planeta.
O estudo, publicado hoje no Jornal de Pesquisa Geofísica — Oceanos, alcançou sua série temporal extraordinariamente longa usando registros sísmicos que datam de 1931 para inferir a altura da onda, um método único, mas aceito, desenvolvido pela primeira vez por Bromirski em 1999. Os resultados, tornados mais robustos por seus 90 anos de poder estatístico, juntam-se a um corpo crescente de pesquisas que sugerem que a atividade de tempestades no Oceano Pacífico Norte aumentou devido às mudanças climáticas.
Se o aquecimento global acelerar, as crescentes alturas das ondas de inverno podem ter implicações significativas para inundações e erosão ao longo da costa da Califórnia, que já está ameaçada pelo aumento acelerado do nível do mar.
Quando as ondas atingem águas costeiras rasas, parte de sua energia é refletida de volta para o mar, disse Bromirski. Quando essa energia refletida das ondas colide com as ondas que se aproximam da costa, sua interação cria um sinal de pressão descendente que é convertido em energia sísmica no fundo do mar. Essa energia sísmica viaja para o interior na forma de ondas sísmicas que podem ser detectadas por sismógrafos. A força desse sinal sísmico está diretamente relacionada à altura da onda, o que lhe permitiu calcular uma a partir da outra.
Ao usar essa relação para inferir a altura das ondas, Bromirski teve que filtrar o “ruído” dos terremotos reais, o que ele disse ser mais fácil do que parece, porque os terremotos são tipicamente muito mais curtos do que as ondas oceânicas causadas por tempestades.
Bromirski desenvolveu essa nova maneira de calcular as alturas das ondas por necessidade. Observar padrões ou tendências em fenômenos como atividade de tempestades ou eventos de ondas grandes associados à mudança climática requer muitas décadas de dados, e as bóias que medem diretamente as alturas das ondas ao longo da costa da Califórnia só coletam dados desde cerca de 1980. De particular interesse para Bromirski foram as décadas anteriores a 1970, quando o aquecimento global começou uma aceleração significativa. Se ele pudesse obter registros de ondas que remontam a várias décadas antes de 1970, ele poderia avaliar a influência potencial da mudança climática.
Como não existiam medições diretas de ondas tão distantes, Bromirski começou uma busca por fontes alternativas de dados na década de 1990. Em 1999, ele publicou um artigo detalhando seu método de obtenção de alturas históricas de ondas usando registros sísmicos digitais modernos. No processo, Bromirski descobriu que a UC Berkeley tinha registros sísmicos que remontavam a quase 70 anos na época. O problema era que esses registros eram todos analógicos – apenas folhas e folhas de papel cobertas pelas linhas irregulares das leituras do sismógrafo.
Para trabalhar nas muitas décadas de registros sísmicos mantidos na UC Berkeley para criar um registro de ondas de longo prazo usando esse método, Bromirski precisava digitalizar as resmas de sismogramas analógicos de 1931 a 1992 para que pudesse analisar o conjunto de dados como um todo. O processo exigiu o entusiasmo de vários alunos de graduação, um scanner de mesa especial e vários anos de esforço intermitente para ser concluído.
Finalmente, com os dados sísmicos digitalizados abrangendo 1931-2021 em mãos, Bromirski foi capaz de transformar esses dados em alturas de onda e começar a procurar padrões.
A análise revelou que na era que começou depois de 1970, a altura média das ondas no inverno da Califórnia aumentou 13% ou cerca de 0,3 metros (um pé) em comparação com a altura média das ondas no inverno entre 1931 e 1969. Bromirski também descobriu que entre 1996 e 2016 houve cerca de duas vezes mais eventos de tempestade que produziram ondas maiores que quatro metros (13 pés) de altura ao longo da costa da Califórnia em comparação com as duas décadas de 1949 a 1969.
“Depois de 1970, há uma taxa consistentemente maior de eventos de ondas grandes”, disse Bromirski. “Não é incomum ter um inverno com alta atividade de ondas, mas esses invernos ocorreram com menos frequência antes de 1970. Agora, há poucos invernos com atividade de ondas particularmente baixa. E o fato de que essa mudança coincide com a aceleração do aquecimento global perto de 1970 é consistente com o aumento da atividade de tempestades no Pacífico Norte resultante da mudança climática.”
Os resultados refletem um aumento na altura das ondas no Atlântico Norte vinculado ao aquecimento global relatado por um estudo de 2000.
Se as ondas médias de inverno da Califórnia continuarem a crescer sob as mudanças climáticas, isso poderá amplificar os efeitos do aumento do nível do mar e ter impactos costeiros significativos.
“As ondas se acumulam no nível do mar, que está subindo devido às mudanças climáticas”, disse Bromirski. “Quando o nível do mar sobe ainda mais durante as tempestades, mais energia das ondas pode atingir falésias vulneráveis, inundar regiões baixas ou danificar a infraestrutura costeira”.
Para ver como seus resultados se comparam com os padrões atmosféricos sobre o Pacífico Norte, que normalmente abastece a costa da Califórnia com suas tempestades e ondas de inverno, Bromirski procurou ver se um sistema semipermanente de baixa pressão no inverno localizado perto das Ilhas Aleutas do Alasca, chamado Aleutian Low, tinha intensificada na era moderna. Uma Baixa Aleutiana mais pronunciada normalmente corresponde ao aumento da atividade e intensidade da tempestade.
De acordo com o estudo, a intensidade do Aleutian Low geralmente aumentou desde 1970. “Essa intensificação é uma boa confirmação de que o que estamos vendo no registro de ondas derivado de dados sísmicos é consistente com o aumento da atividade de tempestades”, disse Bromirski. “Se as tempestades do Pacífico e as ondas que elas produzem continuam se intensificando à medida que as mudanças climáticas avançam e o nível do mar aumenta, isso cria uma nova dimensão que precisa ser considerada em termos de tentar antecipar os impactos costeiros na Califórnia”.
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