Cientistas usam simulações de Piz Daint para rastrear fortes precipitações de verão no Mediterrâneo
p Depois de fortes tempestades e chuva, o rio Aare inundou partes da cidade suíça de Berna em agosto de 2005. Crédito:Tomas Wüthrich
p Os sistemas climáticos de baixa pressão que se movem para o norte no verão, da Itália para a Europa central, trazem consigo temíveis aguaceiros e inundações ao norte dos Alpes. Mas de onde eles retiram essa umidade destrutiva? A resposta a essa pergunta foi agora esclarecida por cientistas do clima em Berna por meio de simulações que eles rodaram no supercomputador "Piz Daint" da CSCS. p A cada poucos anos, Os europeus testemunham eventos climáticos extremos no verão:a precipitação torrencial no lado norte dos Alpes e na Europa central muitas vezes causa o Elba, Rios Danúbio e Reno para inchar e inundar suas respectivas regiões. Esses fenômenos meteorológicos podem ser atribuídos a vários fatores, entre os quais estão os tipos especiais de sistemas mediterrâneos de baixa pressão, conhecidos como ciclones Vb. De Gênova, esses ciclones Vb se movem através do Vale do Pó ou do norte do Adriático e, em seguida, para o norte, carregando consigo grandes quantidades de umidade. Mas de onde vem essa umidade originalmente?
p Em estudos anteriores, água no solo, no Oceano Atlântico, e no Mar Mediterrâneo foram todos considerados e debatidos como fatores que contribuem para um ou outro evento climático extremo. Contudo, o papel que essas fontes desempenham como contribuintes individuais para o teor de umidade total de um ciclone Vb nunca foi totalmente compreendido até o momento. Mas agora, cientistas do clima da Universidade de Berna usaram simulações feitas no supercomputador "Piz Daint" para investigar cinco eventos extremos ocorridos entre 1979 e 2013 que foram atribuídos a ciclones Vb. Desta maneira, os pesquisadores foram capazes de identificar a principal fonte de umidade.
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Umidade do solo, Oceano Atlântico ou Mar Mediterrâneo?
p Tomando os dados disponíveis desses cinco eventos extremos como base, os pesquisadores testaram três fontes distintas de umidade. Em simulações separadas, eles variaram o grau de umidade do solo e as temperaturas da superfície do mar do Atlântico e do Mediterrâneo.
p Durante a enchente em Berna, algumas casas eram acessíveis apenas por barco. Crédito:Tomas Wüthrich
p Para identificar o impacto da umidade do solo, os pesquisadores definiram três cenários:nenhuma umidade; um baixo grau de umidade, como é típico da Espanha; e solo totalmente saturado. De acordo com o estudo, o caso experimental altamente irreal de completamente seco, O solo insaturado foi a única das três variantes que afetou significativamente o teor de umidade dos ciclones Vb. Com este fator em jogo, os valores médios de precipitação nos cinco estudos de caso foram reduzidos em 32 por cento. Enquanto isso, os dois outros experimentos de umidade do solo mostraram apenas efeitos menores nos ciclones Vb sob investigação.
p Na investigação do Atlântico, os pesquisadores alteraram a temperatura da superfície do oceano em mais ou menos 5 Kelvin em relação ao valor atual. Os resultados mostraram que essas mudanças mal afetaram o teor de umidade dos ciclones. Somente quando o modelo foi alimentado com mudanças na temperatura da superfície do Mar Mediterrâneo, o sistema mostrou uma mudança notável:quando a temperatura da superfície do mar aumentou 5 Kelvin, a quantidade média de precipitação nos ciclones aumentou 24%.
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Experimentos de supercomputador
p "Estudos de sensibilidade como esses em eventos reais são um experimento em que observamos como um sistema reage a mudanças predefinidas, "diz a pesquisadora de clima Martina Messmer, autor principal do estudo que foi publicado recentemente na revista científica 'Earth System Dynamics'.
p Um dos eventos climáticos testados no estudo foi o que ficou para a história como a 'enchente da Europa Central' de agosto de 2002. Este ciclone Vb em particular causou inundações em massa, especialmente ao redor dos rios Elba e Oder. Outro evento que os pesquisadores colocaram sob o microscópio foi o clima severo e a forte precipitação do verão de 2005, que inundou a Suíça em particular.
p O painel (a) mostra a precipitação acumulada (mm dia-1) para a simulação de controle dos experimentos de umidade do solo calculados sobre os cinco eventos Vb. O painel (b) mostra o mesmo que o painel (a), mas para os experimentos SST. A segunda a quarta linhas mostram as diferenças entre a precipitação média diária obtida pelos diferentes experimentos de sensibilidade e a simulação de controle (mm dia-1). O painel (c) mostra o experimento completo de drenagem do solo, painel (d) o experimento de saturação total do solo, painéis (e) e (f) os experimentos -5 e +5 K Atlantic SST, respectivamente, e painéis (g) e (h) os experimentos de SST mediterrâneo de -5 e +5 K. A área hachurada denota mudanças significativas no nível de significância de 5% usando um teste U de Mann-Whitney não paramétrico.
p Por meio de estudos de sensibilidade desses eventos reais, Messmer e sua equipe de pesquisadores chegaram a compreender que a resposta do sistema a uma mudança na temperatura da superfície do mar no Mediterrâneo é uma indicação clara de que esses ciclones Vb, responsáveis por fortes precipitações de verão na Europa central, absorvem a maior parte de sua umidade do Mediterrâneo. As simulações também mostraram que um aumento da temperatura da superfície do mar Mediterrâneo desviou a precipitação para o leste e para longe dos Alpes centrais. Embora, os pesquisadores alertam contra a projeção de tal mudança para o leste sob as futuras tendências de aquecimento global com base somente nesta pesquisa.
p “O estudo nos dá uma indicação de como os ciclones podem alterar seu comportamento. uma vez que o complexo sistema climático mudará sob a influência do aquecimento futuro, nenhuma conclusão direta sobre as mudanças climáticas pode ser tirada de nossos estudos de sensibilidade, "diz o cientista climático Christoph Raible, co-autor do estudo.
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Pesquisando possíveis eventos extremos do futuro
p Estudos como esses são importantes porque estabelecem uma melhor compreensão dos mecanismos por trás de tais condições climáticas, os pesquisadores observam, bem como sobre onde os ciclones coletam sua umidade. Sabendo agora que o Mar Mediterrâneo é a principal fonte de umidade, pesquisadores se preparam para dar o próximo passo em seu plano, que é investigar o futuro impacto do aquecimento global no desenvolvimento e comportamento dos infames ciclones Vb.