Um novo estudo realizado por pesquisadores do MIT e do Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Zurique mostra que os eventos de chuva mais extremos na maioria das regiões do mundo aumentarão de intensidade em 3 a 15 por cento, dependendo da região, para cada grau Celsius que o planeta aquece.

Se as temperaturas médias globais subirem 4 graus Celsius nos próximos cem anos, como muitos modelos climáticos prevêem, dadas as emissões de CO2 relativamente altas, grande parte da América do Norte e da Europa experimentaria aumentos na intensidade de chuvas extremas de aproximadamente 25%. Alguns lugares, como partes da região das monções asiáticas, experimentariam aumentos maiores, embora haja aumentos menores no Mediterrâneo, África do Sul e Austrália.

Existem algumas regiões que deverão experimentar uma diminuição nas chuvas extremas com o aquecimento do mundo, principalmente localizado sobre oceanos subtropicais que ficam fora do tropical, cinturão equatorial.

O estudo, publicado hoje em Nature Mudança Climática , descobre que as mudanças variadas na precipitação extrema de região para região podem ser explicadas por diferentes mudanças na força dos padrões de vento locais:À medida que uma região se aquece devido às emissões de dióxido de carbono induzidas pelo homem, ventos sopram tão quente, ar carregado de umidade sobe pela atmosfera, onde se condensa e chove de volta à superfície. Mas as mudanças na força dos ventos locais também influenciam a intensidade das tempestades mais extremas de uma região.

Paul O'Gorman, co-autor do artigo e professor associado de ciências atmosféricas no Departamento da Terra do MIT, Ciências Atmosféricas e Planetárias, diz ser capaz de prever a gravidade dos eventos de chuva mais fortes, em uma base região por região, poderia ajudar os planejadores locais a se prepararem para tempestades potencialmente mais devastadoras.

"Há interesse em todo o mundo na questão de se ajustar os códigos para se adaptar a uma mudança de clima e precipitação, particularmente para inundações, "O'Gorman diz." Descobrimos que há variações regionais na resposta de precipitação projetada devido às mudanças nos ventos, e, claro, se você estiver interessado nos impactos dos extremos de precipitação, você gostaria de saber o que está acontecendo na sua região. "

Uma visão de grade global

Desde a década de 1990, os cientistas previram, com base em modelos climáticos, que a intensidade dos eventos extremos de chuva em todo o mundo deve aumentar com o aumento das temperaturas globais. As observações atuais têm verificado esta tendência de uma maneira ampla, escala global. Mas saber como as tempestades extremas mudarão de uma forma mais específica, escala regional tem sido uma imagem mais complicada de resolver, como os dados climáticos não estão igualmente disponíveis em todos os países, ou mesmo continentes, e o sinal das mudanças climáticas é mascarado pelo ruído do tempo em maior medida na escala regional.

"As observações estão nos dizendo que haverá aumentos [nas chuvas extremas] em quase todas as latitudes, mas se você quiser saber o que vai acontecer na escala de um continente ou menor, é uma pergunta muito mais difícil, "O'Gorman diz.

Ele e seus colegas começaram seu estudo adotando uma perspectiva global. Eles primeiro examinaram um enorme arquivo de simulações globais, conhecido como Projeto de Intercomparação de Modelo Acoplado Fase 5 (CMIP5), que agrega resultados, ou previsões, feito por diferentes modelos climáticos, para tudo, desde a pressão atmosférica local até a espessura do gelo marinho em resposta às mudanças climáticas.

Para este estudo, os pesquisadores selecionaram o arquivo CMIP5 para resultados específicos, incluindo precipitação superficial acumulada diária e temperatura, velocidade e pressão do vento vertical, e umidade atmosférica diária. Esses resultados foram simulados por 22 modelos climáticos, para os anos 1950 a 2100, em um cenário em que há emissões relativamente altas de CO2.

A equipe analisou cada uma das saídas dos 22 modelos em uma região, grade por grade. Cada modelo simula as condições climáticas, dividindo o globo em uma grade, com cada lado da célula da grade medindo 100 a 200 quilômetros. Para cada célula em cada modelo, os pesquisadores identificaram a precipitação máxima diária por ano e compararam com a temperatura global média para aquele ano.

Todos os 22 modelos previram que os maiores aumentos nas chuvas extremas ocorrerão em partes da região das monções asiáticas, como a Índia, e em partes do Pacífico equatorial, com aumentos mais moderados na América do Norte, América Central, o Mediterrâneo, e Austrália.

O'Gorman diz que embora o padrão espacial de mudança seja robusto em todos os modelos, a magnitude da mudança era muito mais incerta nas regiões tropicais, e a modelagem de alta resolução é necessária para reduzir essa incerteza.

Para ver o que estava influenciando a variabilidade de região para região nos aumentos de chuva, a equipe conectou os resultados em uma fórmula baseada na física que relaciona a quantidade de precipitação superficial aos ventos verticais e a quantidade de vapor d'água na atmosfera. Eles descobriram que, geral, foram as mudanças nos ventos, e não vapor de água, que determinou as variações de região para região na mudança na intensidade de chuva extrema.

Expansão tropical

Os pesquisadores também descobriram diminuições nas quantidades extremas de chuvas nas regiões subtropicais do oceano, onde a atmosfera subjacente é geralmente seca, produzindo sistemas de tempestades relativamente fracos.

"É impressionante, "O'Gorman diz." Quase em todos os lugares, há um aumento nos extremos de precipitação, exceto para essas regiões oceânicas. "

Ele sugere que isso pode ser em parte devido à expansão contínua dos trópicos, e as mudanças associadas a um sistema de circulação atmosférica conhecido como célula de Hadley, em que o ar sobe perto do equador e desce mais em direção aos pólos. Como o clima esquentou nas últimas décadas, pesquisadores notaram que o clima no equador se espalhou em direção aos pólos, criando um cinturão tropical muito mais amplo. À medida que os trópicos e a célula de Hadley continuam a se expandir, isso afetaria o padrão de precipitação extrema, especialmente nas regiões subtropicais.

"Os subtropicais são geralmente secos, e se você mover a região do pólo aéreo descendente, você obteria algumas regiões com aumentos, e outros com diminuições [em chuvas extremas], "O'Gorman diz." No entanto, descobrimos que isso explicava apenas metade das diminuições das mudanças nos ventos, então ainda é um mistério saber por que você consegue uma diminuição nos extremos de precipitação ali. "

O'Gorman está investigando se a duração dos eventos extremos de chuva muda com o aumento das temperaturas, que podem ter implicações práticas para determinar a resiliência de edifícios e infraestrutura.

"Dado um evento de precipitação extrema, quanto tempo isso dura, diga em horas, e esse tempo muda com o aquecimento do clima? ", diz O'Gorman." Achamos que a intensidade de um evento muda, e se a duração também mudar, isso também pode ser significativo. "

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.