As atividades humanas lançaram dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa na atmosfera, e o resultado é um acúmulo de calor no sistema climático da Terra, comumente referido como "aquecimento global". Mas quão rápido está o aquecimento da Terra? Esta é uma questão chave para os tomadores de decisão, cientistas e o público em geral.

Anteriormente, a temperatura média global da superfície tem sido amplamente usada como uma métrica chave do aquecimento global. Contudo, um novo estudo publicado na AGU's Eos propõe uma forma melhor de medir o aquecimento global:monitorar a mudança do conteúdo de calor dos oceanos e o aumento do nível do mar. Os autores vêm de uma variedade de comunidades internacionais, incluindo China (Instituto de Física Atmosférica, Academia Chinesa de Ciências), os EUA (NCAR, NOAA, e Universidade de St. Thomas) e França (Mercator Ocean).

Para determinar a rapidez com que a Terra está acumulando calor, os cientistas se concentram no desequilíbrio de energia da Terra (EEI) - a diferença entre a radiação solar de entrada e a radiação de onda longa (térmica) de saída. Os aumentos na EEI são diretamente atribuíveis às atividades humanas que aumentam o dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa na atmosfera. O calor extra capturado pelo aumento dos gases de efeito estufa acaba principalmente nos oceanos (mais de 90 por cento é armazenado lá). Portanto, para medir o aquecimento global, os cientistas têm que medir o aquecimento do oceano.

Por outro lado, a amplitude do sinal de aquecimento global em comparação com a variabilidade natural (ruído) define quão bem uma métrica rastreia o aquecimento global. Este estudo mostra que a evolução temporal do conteúdo de calor do oceano tem uma relação sinal / ruído relativamente alta; Portanto, são necessários 3,9 anos para separar a tendência do aquecimento global da variabilidade natural. De forma similar, para o aumento do nível do mar, 4,6 anos são suficientes para detectar o sinal de mudança climática. Por contraste, devido ao clima, o El Niño-Oscilação Sul e outros fenômenos de variabilidade natural embutidos no registro global da temperatura média da superfície, os cientistas precisam de pelo menos 27 anos de dados para detectar uma tendência robusta. Um excelente exemplo é o período 1998-2013, quando a energia foi redistribuída dentro do sistema da Terra e o aumento da temperatura média da superfície global desacelerou - às vezes chamado de "hiato".

Este estudo sugere que as mudanças no conteúdo de calor do oceano, o componente dominante do desequilíbrio de energia da Terra, deve ser uma métrica fundamental junto com o aumento do nível do mar. Com base nas melhorias recentes das tecnologias de monitoramento do oceano, especialmente depois de 2005 por meio de carros alegóricos autônomos chamados Argo, e metodologias avançadas para reconstruir o registro histórico da temperatura do oceano, os cientistas foram capazes de quantificar as mudanças no conteúdo de calor do oceano até 1960, embora haja um registro de instrumento histórico muito mais esparso antes de 2005. A elevação do nível do mar é mais conhecida desde 1993, quando os altímetros foram lançados pela primeira vez em satélites para permitir observações da mudança do nível do mar com precisão milimétrica.

De acordo com as estimativas mais atualizadas, os 10 primeiros anos mais quentes do oceano (indicados pela mudança OHC na parte superior de 2.000 m) estão todos na década mais recente após 2006, com 2015-2016 o período mais quente entre os últimos 77 anos. O armazenamento de calor no oceano atinge um aumento de 30,4 × 10 ²² Joules (J) desde 1960, igual a uma taxa de aquecimento de 0,33 Watts por metro quadrado (W m ^-2 ) calculada em média sobre toda a superfície da Terra - e 0,61 W m ^-2 depois de 1992. Para comparação, o aumento no conteúdo de calor do oceano observado desde 1992 nos 2.000 metros superiores é cerca de 2.000 vezes a geração líquida total de eletricidade pelas empresas de serviços públicos dos EUA em 2015.

É evidente que os cientistas e modeladores que buscam sinais de aquecimento global devem rastrear quanto calor o oceano armazena em um determinado momento, ou seja, conteúdo de calor do oceano, bem como o aumento do nível do mar. Localmente, nos trópicos profundos, o conteúdo de calor do oceano está diretamente relacionado à atividade do furacão. O conteúdo de calor do oceano é um sinal vital de nosso planeta e informa as decisões da sociedade sobre a adaptação e a mitigação das mudanças climáticas.