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Uma fonte importante de informações que sustentam a próxima Avaliação Nacional do Clima sugere que os dias de forte precipitação historicamente experimentados uma vez a cada século pelos americanos podem no futuro ser experimentados em várias ocasiões ao longo da vida.
Cientistas do Scripps Institution of Oceanography na UC San Diego e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab) relatam que dias extremamente intensos de chuva ou neve serão mais frequentes até o final deste século do que se pensava anteriormente – tão frequentemente quanto uma vez a cada 30 ou 40 anos no noroeste do Pacífico e sudeste dos Estados Unidos.
As conclusões vêm da análise de um conjunto de dados de 30 terabytes que modela temperatura e precipitação em escalas aproximadamente do tamanho de códigos postais urbanos: seis quilômetros (3,9 milhas). Os pesquisadores desenvolveram o conjunto de dados, chamado Localized Constructed Analogs Version 2 (LOCA2), para fornecer informações climáticas úteis para os planejadores locais. Em contraste, a maioria dos modelos climáticos avançados existentes analisa regiões que variam de 50 a 250 quilômetros (30 a 400 milhas).
“Com este conjunto de dados, podemos observar os impactos das mudanças reais nos padrões climáticos nos Estados Unidos em um nível extremamente granular”, disse Dan Feldman, cientista da equipe do Berkeley Lab e principal investigador do projeto. “Vemos que há muito mais condições climáticas extremas que provavelmente acontecerão no futuro – e, observando os padrões climáticos reais, mostramos que as mudanças na precipitação extrema serão realmente mais extremas do que o estimado anteriormente. Gerentes e planejadores de uso da terra deve esperar mais extremos, mas a localização é importante.”
O conjunto de dados LOCA2 atualiza uma análise semelhante realizada em 2016 antes da Quarta Avaliação Nacional do Clima (NCA), lançada em 2018 pelo Programa de Pesquisa de Mudanças Globais dos EUA. A NCA destina-se a auxiliar o governo dos EUA no planejamento, mitigação e adaptação às mudanças climáticas que afetarão o país. Espera-se que a Quinta NCA seja emitida ainda este ano.
As projeções LOCA2 cobrem os 48 estados inferiores dos Estados Unidos, sul do Canadá e norte do México. O conjunto de dados baseia-se em mais de 70 anos de dados meteorológicos e incorpora 27 modelos climáticos atualizados do Projeto de Intercomparação de Modelos Acoplados (CMIP6), a mais recente iteração de um esforço internacional para simular o clima que inclui o “acoplamento” de sistemas naturais, como o oceano e atmosfera para entender como eles vão agir em conjunto com as mudanças climáticas.
“Nós nos esforçamos muito para melhorar a representação de dias extremamente úmidos, o que é importante para entender a probabilidade de inundações e a disponibilidade de água para uso agrícola, comercial e residencial”, disse David Pierce, cientista da Scripps Oceanografia e o desenvolvedor de LOCA e LOCA2.
As projeções climáticas LOCA2 estão disponíveis até o final do século até o nível diário e para três diferentes cenários de emissões de gases de efeito estufa conhecidos como SSPs, ou Shared Socioeconomic Pathways. Os três cenários são um nível médio de emissões ligeiramente inferior aos níveis atuais (SSP 245), médio-alto (SSP 370) e alto, onde as emissões aumentam muito (SSP 585). O conjunto de dados está disponível gratuitamente para uso de planejadores e tomadores de decisão.
A projeção reforça o que os cientistas do clima previram há muito tempo: eventos climáticos futuros se tornarão mais extremos em um mundo em aquecimento. O LOCA2 descobriu que os dias mais intensos de chuva e neve em grande parte da América do Norte provavelmente liberarão de 20 a 30% mais umidade do que agora. Grande parte do aumento da precipitação ocorrerá no inverno, potencialmente exacerbando as inundações em regiões como o meio-oeste superior e a costa oeste.
“O quadro geral é claro: está ficando mais quente e úmido”, disse Feldman. “Esta pesquisa traduz esse quadro geral em dados mais práticos para o planejamento de infraestrutura e operações. Com essa visão mais detalhada dos impactos locais, podemos ajudar as autoridades locais a tomar decisões mais bem informadas, como quanto tempo construir uma pista de aeroporto, quanta resiliência incluir para a construção de edifícios ou pontes, ou onde colocar plantações ou bueiros.”
O conjunto aprimorado de dados LOCA2 foi criado para melhor identificar e preservar eventos climáticos extremos no passado, treinando modelos para refletir com mais precisão os extremos em simulações do futuro.
“Empreendemos um esforço hercúleo de pessoal e tempo de computador não apenas para produzir um monte de números, mas para produzir projeções locais relevantes e úteis”, disse Feldman. “Fazemos isso reconhecendo como as ondas de calor e tempestades ocorreram e ocorrerão no nível local e projetando-as adiante”.
Previsões sazonais e regionais
Embora os dados variem em nível local, os pesquisadores encontraram tendências substanciais em toda a área coberta pelo LOCA2 no final do século.
Na maioria das estações, uma grande parte da América do Norte verá aproximadamente o mesmo ou menos número de dias com precipitação, aproximadamente o mesmo ou menos número de dias com quantidades leves e médias de precipitação e um grande aumento no número de dias com o precipitação mais extrema (o 1% superior e 0,1% das tempestades).
“As pessoas serão mais afetadas pelos eventos realmente raros e mais extremos, porque esses estão mostrando o maior aumento”, disse Pierce, principal autor do artigo sobre precipitação extrema publicado no Revista de Hidrometeorologia. “O dia mais chuvoso que você esperaria ver em cinco anos, ou 50 anos, ou 500 anos – esses eventos extremos serão substancialmente mais úmidos, e isso é um grande problema, porque tem implicações para inundações e escoamento. “
O sul do Canadá e a maior parte dos Estados Unidos verão aumentos nos dias de precipitação extrema que ocorrem principalmente no inverno. Os dias mais úmidos de precipitação aumentarão de 20 a 30%, dependendo do cenário de emissões e da intensidade da tempestade.
Arizona, Novo México e norte do México podem esperar aumentos nos dias de precipitação extrema que ocorrem principalmente no outono. Os dias mais úmidos de precipitação aumentam de 10% a 30%, dependendo de quais cenários de emissões ocorrem e quão extremas são as tempestades. Embora a região se torne mais seca em geral, o número de dias com eventos extremos de precipitação ainda aumenta, o que significa que a precipitação que ocorre geralmente ocorre em tempestades maiores.
“É muito interessante que você veja o mesmo tipo de padrão de menos dias de precipitação baixa e média e mais dias de precipitação extrema em praticamente todo o país”, disse Pierce. Conhecer o caráter mutável da precipitação e a frequência de eventos extremos é útil de duas maneiras, acrescentou Pierce. “Um é para a construção de novas infraestruturas no futuro e o outro é para entender os impactos nas instalações existentes já existentes.”
O financiamento para esta pesquisa foi fornecido pelo Departamento de Defesa e pelo Departamento de Energia por meio do Programa Estratégico de Pesquisa e Desenvolvimento Ambiental (SERDP). O programa NASA High-End Computing Capability (HECC) forneceu recursos para apoiar este trabalho através do NASA Earth Exchange (NEX), Earth Science Division e NASA Advanced Supercomputing (NAS) Division no Ames Research Center.
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