Pesquisadores investigam causas e efeitos

Ondas de calor marinhas — períodos em que as camadas superiores de água no mar temporariamente se tornam excepcionalmente quentes — estão ocorrendo com frequência crescente em todo o mundo. Estudos recentes do Instituto Leibniz para Pesquisa do Mar Báltico Warnemünde (IOW) agora confirmaram essa tendência também para o Mar Báltico. O primeiro estudo foi publicado no periódico Dinâmica Climática.

Pesquisadores do IOW analisaram conjuntos de dados meteorológicos e hidrográficos muito grandes e identificaram as condições específicas de vento e clima que causam as ondas de calor do Mar Báltico. Eles também analisaram pela primeira vez a extensão em que as ondas de calor atingem o fundo do Mar Báltico e descobriram que elas podem levar à grave depleção de oxigênio, mesmo em águas costeiras geralmente bem arejadas.

Está mais claro do que nunca que o clima global está esquentando — aparentemente imparável: somente neste ano, temperaturas recordes anteriores foram excedidas a cada mês e, recentemente, em 21 de julho, o Serviço Climático Europeu Copernicus relatou o dia mais quente já registrado na Terra. O aquecimento global também não está parando nos oceanos, e o Mar Báltico em particular é uma das regiões marinhas de aquecimento mais rápido do mundo, tendo aquecido mais de 1 °C nas últimas três décadas e meia.

Além do aquecimento geral do oceano, os ecossistemas marinhos também são afetados por ondas de calor marinhas. Esses são períodos limitados nos quais a temperatura das camadas superiores da água excede um valor limite típico para a respectiva região e estação por pelo menos cinco dias. No último século, essas ondas de calor aumentaram em todo o mundo: um estudo internacional mostra que, desde 1925, elas ocorreram com mais frequência e duraram mais, resultando em mais de 50% a mais de dias de ondas de calor marinhas por ano.

“Em uma escala global, o fenômeno das ondas de calor oceânicas já foi muito bem estudado. Até agora, no entanto, não houve estudos em escala regional ou estudos que abordassem especificamente as condições de mares marginais rasos”, explica Markus Meier, especialista em clima do Mar Báltico no IOW.

“Portanto, queríamos saber o que exatamente promove o desenvolvimento de ondas de calor no Mar Báltico e quais efeitos elas podem ter”, diz Meier, que está investigando as ondas de calor do Mar Báltico junto com um grupo de pesquisadores do IOW especializados em dinâmica de sistemas climáticos regionais.

Meier e sua equipe analisaram enormes conjuntos de dados meteorológicos do Centro Meteorológico Europeu de mais de três décadas, que eles incorporaram em modelos oceânicos de alta resolução. Eles identificaram características distintas nos grandes padrões de pressão de ar e sistemas de vento sobre o Atlântico Norte e a Europa que levam a ondas de calor no Mar Báltico.

“Nos meses de verão, são os sistemas estáveis ​​de alta pressão sobre a Escandinávia que causam as ondas de calor — não apenas devido à forte radiação solar e às altas temperaturas do ar, mas, acima de tudo, devido aos ventos excepcionalmente fracos sob tais condições”, diz Meier. “Este último impede que a água da superfície, cada vez mais quente, se misture com a água fria das profundezas, levando a um acúmulo de calor nas camadas superiores da água.”

Ondas de calor do Mar Báltico também podem ocorrer no inverno. “Elas se desenvolvem sempre que ventos fortes e persistentes do oeste transportam massas de ar quentes e úmidas do Atlântico para a Europa, o que significa que o Mar Báltico não esfria tanto quanto o normal nesta época do ano”, explica o especialista em clima Meier.

Esses ventos quentes e persistentes de inverno ocorrem quando uma diferença particularmente alta na pressão do ar se acumula sobre o Atlântico entre a baixa pressão islandesa e o cinturão de alta pressão subtropical. “É bem sabido que o Atlântico influencia nosso clima sobre a Europa. Mas o fato de que ele também causa eventos extremos, como ondas de calor de inverno no Mar Báltico, é novo”, diz Meier.

O conjunto de dados que abrange o período entre 1980 e 2016, analisado no estudo, também mostra que as ondas de calor do verão e do inverno no Mar Báltico estão se tornando mais frequentes, duram mais e afetam áreas cada vez maiores.

“Ainda não sabemos se essa intensificação se deve à mudança climática em geral ou à variabilidade natural no sistema climático — ou a ambos combinados. Mas esse é o assunto de mais pesquisas”, resume Markus Meier.

Publicado em Comunicações Terra e Meio Ambienteoutro estudo recente do IOW mostra que as ondas de calor no Mar Báltico não são apenas um fenômeno estatístico, mas podem ter um impacto significativo em parâmetros ambientais vitais. Os pesquisadores do IOW trabalhando com Meier analisaram dados de modelos de cinco décadas (1970 a 2020) do serviço europeu Copernicus para monitoramento do ambiente marinho. Os dados levam em consideração um grande número de parâmetros em alta resolução temporal e espacial que são importantes para processos de temperatura e troca de matéria no Mar Báltico.

A equipe de pesquisa também investigou pela primeira vez até que ponto as ondas de calor do verão se espalham para águas mais profundas, com foco particular nas áreas costeiras rasas do Mar Báltico, que normalmente são consideradas permanentemente bem “arejadas” e, portanto, resistentes a déficits de oxigênio.

Os resultados deste estudo foram surpreendentes e alarmantes. “Nossas análises mostraram que as ondas de calor no verão frequentemente atingem o fundo do mar até uma profundidade de água de cerca de 20 metros, onde podem reduzir localmente o conteúdo de oxigênio da água em até 3 ml/litro”, diz Meier. Isso é substancial, pois as concentrações de oxigênio no verão podem geralmente ser bem baixas no fundo do mar perto da costa e agora às vezes caem abaixo de 2 ml/litro.

“Este é o limite crítico abaixo do qual a vida não é mais possível para organismos mais altamente desenvolvidos, como mexilhões, vermes, caranguejos e peixes”, explica Meier. As áreas com pouco oxigênio no fundo do mar também estão cada vez mais localizadas acima da termoclina estável, que no verão se forma a uma profundidade de água de cerca de 20 metros no Mar Báltico e acima da qual a mistura impulsionada pelo vento deve normalmente garantir aeração suficiente.

“Como o Mar Báltico é uma das regiões de aquecimento mais rápido nos oceanos do mundo, há um alto risco de que ondas de calor marinhas, juntamente com mais aquecimento climático, causem cada vez mais déficits críticos de oxigênio para a fauna de fundo. Isso teria consequências de longo alcance para todo o ecossistema”, conclui o pesquisador climático do Mar Báltico Meier.