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A mudança climática em curso impulsionada pelas emissões de gases de efeito estufa é frequentemente discutida em termos de aquecimento médio global. Por exemplo, o histórico Acordo de Paris busca limitar o aquecimento global a 1,5 °C, em relação aos níveis pré-industriais. No entanto, a extensão do aquecimento futuro não será a mesma em todo o planeta. Uma das diferenças regionais mais claras na mudança climática é o aquecimento mais rápido sobre a terra do que sobre o mar. Essa “amplificação terrestre” do aquecimento futuro tem implicações no mundo real para entender e lidar com as mudanças climáticas
Um novo artigo que estuda a amplificação terrestre se concentra em como os registros geoquímicos do clima passado na terra e na superfície do mar permitem que os cientistas prevejam melhor até que ponto a terra aquecerá mais do que os oceanos – e também ficará mais seca – devido às mudanças atuais e futuras. emissão de gases de efeito estufa. “A ideia central do nosso estudo foi olhar para o passado para prever melhor como o aquecimento futuro se desenrolará de maneira diferente na terra e no mar”, diz Alan Seltzer, cientista assistente do Departamento de Química Marinha e Geoquímica da Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI ) e o principal autor do artigo.
“Uma das razões pelas quais a compreensão da amplificação terrestre é importante é que, sob o futuro aquecimento global, a magnitude do aquecimento que o planeta experimentará não será a mesma em todos os lugares”, diz Seltzer. “Adicionar uma base sólida às simulações de modelos climáticos, enraizada em observações do clima passado e da física básica, pode nos dizer como as diferenças regionais no aquecimento atual e futuro”. Seltzer observa que a amplificação terrestre (TA) é análoga à “amplificação polar”, uma previsão de modelos climáticos de que latitudes mais altas experimentarão mais aquecimento do que latitudes baixas.
Embora os registros observacionais modernos sejam ruidosos devido a grandes variações ano a ano impulsionadas por outras partes do sistema climático, a previsão de maior aquecimento sobre as superfícies terrestres agora é aparente nos dados climáticos desde a década de 1980. Os impulsionadores dessa amplificação terrestre foram associados a mudanças na umidade da terra e do mar, por meio de uma teoria desenvolvida por cientistas do clima na última década. Este novo estudo, publicado quarta-feira na revista Avanços da ciência, “usa dados paleoclimáticos pela primeira vez para avaliar a teoria de como as superfícies terrestres e marítimas serão afetadas pelo aquecimento futuro”, diz Seltzer. “A pesquisa nos dá mais certeza na forma como os modelos prevêem mudanças regionais no aquecimento futuro”.
O artigo investiga a amplificação terrestre durante o Último Máximo Glacial (LGM) — que ocorreu cerca de 20.000 anos atrás — nas baixas latitudes, que eles definem como 30?S-30?N. É nessas latitudes, dizem os autores, que a base teórica da AT é mais aplicável. Os autores basearam-se em novas compilações de registros paleoclimáticos em terra e na superfície do mar para estimar a magnitude da TA no LGM, para comparar com simulações de modelos climáticos e expectativas teóricas. Esforços para entender melhor o quão frios eram os continentes no LGM são um foco contínuo da pesquisa de Seltzer no WHOI, e este novo artigo se baseia em um estudo recente que usou insights de gases dissolvidos presos em águas subterrâneas antigas como um termômetro para a superfície da terra no passado.
Os autores estenderam uma teoria termodinâmica para amplificação terrestre baseada em mudanças acopladas na energia estática úmida (a energia potencial representada pela temperatura, teor de umidade e elevação de uma parcela de ar) entre a terra e o mar. No LGM, quando o nível do mar estava 120 metros abaixo do atual devido ao crescimento de grandes mantos de gelo em terra, a superfície do mar estava ligeiramente mais quente e mais úmida do que estaria sem uma mudança no nível do mar. Ao levar em consideração esse efeito e com base nos registros paleoclimáticos, os autores puderam comparar diretamente a amplificação terrestre do passado com as previsões futuras. O artigo observa que, embora os mecanismos subjacentes à AT sejam bem compreendidos como decorrentes de diferenças termodinâmicas fundamentais entre o ar úmido sobre o oceano e o ar mais seco sobre a terra, vários fatores – variabilidade natural, limitações observacionais, atrasos térmicos e não-CO2 forçantes — anteriormente impossibilitaram uma estimativa precisa de TA de 20º aquecimento do século. “Restringir o alcance da amplificação terrestre ajudará em previsões futuras de mudanças climáticas em baixa latitude, com relevância tanto para o estresse térmico quanto para a disponibilidade de água”, afirma o artigo.
O co-autor Pierre-Henri Blard diz que o artigo é um “passo à frente para a ciência do clima” e será significativo para outros campos científicos e para o público em geral. “Mostramos que um modelo simples, envolvendo umidade e mudanças no nível do mar, descreve de forma robusta a amplificação das mudanças de temperatura no continente – em latitudes baixas e médias em qualquer escala de tempo – como sendo 40% maior do que no oceano. Isso O resultado é importante porque, embora a maioria dos arquivos paleoclimáticos esteja localizada no oceano, o presente e o futuro da humanidade dependem crucialmente de nosso conhecimento dos climas continentais”, diz Blard, diretor de pesquisa do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) do Centro de Pesquisa Petrográfica e Geoquímica (CRPG) em Nancy, França.
A pesquisa é importante “porque nos ajuda a entender o histórico climático da Terra e como relacioná-lo com nossos modelos e expectativas para o futuro”, diz o co-autor Steven Sherwood. O artigo “deve esclarecer qualquer equívoco de que a terra e o oceano esquentam ou esfriam na mesma taxa em climas diferentes – sabemos o contrário e devemos usar esse conhecimento. As implicações para o futuro são que os continentes da Terra continuarão a aquecer mais rápido que os oceanos à medida que o aquecimento global continua, até chegarmos a zero líquido e acabarmos com isso”, diz Sherwood, professor do Centro de Excelência ARC para Extremos Climáticos no Centro de Pesquisa de Mudanças Climáticas da Universidade de New South Wales, Sydney, Austrália.
A co-autora Masa Kageyama diz que considera o artigo importante “porque aborda uma característica onipresente nas projeções de mudanças climáticas, produzidas por modelos climáticos complexos: os continentes aquecem mais que os oceanos. Neste artigo, analisamos essa característica para uma mudança climática , do último máximo glacial até o presente, cuja amplitude é da mesma ordem de grandeza do aquecimento esperado nos próximos séculos”, diz Kageyama, diretor de pesquisa do Laboratório de Ciências Climáticas e Ambientais (LSCE) do CNRS no Pierre Instituto Simon Laplace da Universidade de Paris-Saclay, França.
“É notável que reconstruções de temperatura tropical, modelos climáticos de última geração e uma teoria simples baseada nas mudanças acopladas de umidade e calor nos continentes e oceanos convergem para fornecer uma estimativa robusta da amplificação terrestre”, diz Kageyama. . “Na minha opinião, isso fortalece as projeções para futuras mudanças climáticas e, ao mesmo tempo, traz uma nova compreensão das mudanças climáticas passadas”.
O financiamento para esta pesquisa foi fornecido por um prêmio da National Science Foundation Division of Earth Sciences e pelo Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica.
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