Como ficariam os padrões climáticos de hoje em um ambiente mais quente, atmosfera mais úmida - uma mudança esperada anunciada pela mudança climática?

A pesquisadora Kristen Rasmussen da Colorado State University oferece uma nova visão sobre esta questão - especificamente, como as tempestades seriam diferentes em um mundo mais quente.

O professor assistente de ciências atmosféricas trabalha na interface entre o tempo e o clima. Ela é a autora principal em um novo artigo em Dinâmica do Clima que detalha simulações climáticas de alta resolução em todo o território continental dos Estados Unidos. Seus resultados sugerem que tempestades extremas, ou o que os cientistas atmosféricos chamam de sistemas convectivos, aumentará em frequência em um cenário de clima mais quente. Essa mudança seria causada por mudanças fundamentais nas condições termodinâmicas da atmosfera.

Para o estudo, Rasmussen empregou um novo conjunto de dados poderoso desenvolvido pelo National Center for Atmospheric Research (NCAR) em Boulder, Colorado, onde Rasmussen concluiu o pós-doutorado antes de ingressar no corpo docente da CSU em 2016.

Os cientistas geraram o enorme conjunto de dados executando o modelo de Previsão e Pesquisa do Tempo do NCAR em uma resolução extremamente alta de cerca de 4 quilômetros (cerca de 2,5 milhas), em toda a região contígua dos modelos climáticos típicos dos EUA resolvem apenas cerca de 100 quilômetros (cerca de 62 milhas) - não chega perto dos detalhes disponíveis no novo conjunto de dados. Incluídos nos novos dados estão processos de nuvem em escala mais precisa do que os disponíveis em modelos climáticos anteriores.

Usando o conjunto de dados e colaborando com os pesquisadores do NCAR, Rasmussen conduziu análises de simulações climáticas detalhadas. A primeira simulação de controle incluiu padrões climáticos de 2000-2013. A segunda simulação sobrepôs os mesmos dados meteorológicos com uma técnica de "pseudo aquecimento global" usando um cenário aceito que assume um aumento de 2 a 3 graus na temperatura média, e uma duplicação do dióxido de carbono atmosférico.

"Quando comparamos a população convectiva atual com a do futuro, descobrimos que tempestades fracas a moderadas diminuem em frequência, enquanto as tempestades mais intensas aumentam de frequência, "Rasmussen disse." Esta é uma indicação de uma mudança na população convectiva, e nos dá uma imagem de como as mudanças no clima podem afetar a ocorrência de tempestades. "

Para explicar esta descoberta, o estudo também mostrou que, embora a quantidade de energia disponível para convecção aumente em um clima mais quente e úmido, a convecção inibidora de energia também aumenta. As relações dessas mudanças fornecem uma explicação termodinâmica para o aumento ou diminuição do número de tempestades.

Os modelos climáticos atuais não consideram adequadamente os processos de nuvem e fazem suposições sobre seu comportamento. Na verdade, nuvem e mesoescala, ou média escala, processos na atmosfera estão entre as maiores incertezas nos modelos climáticos de hoje, Rasmussen disse.

"Agora que os modelos climáticos globais estão sendo executados em alta resolução, eles precisam de mais informações sobre os processos físicos das nuvens, a fim de compreender melhor todas as ramificações das mudanças climáticas, "disse ela." Esta foi uma das motivações por trás do estudo. "

No estudo de Rasmussen, o comportamento da nuvem foi definido de forma mais realista usando dados resolvidos em blocos de 4 quilômetros. Isso significava que ela poderia resolver características topográficas como as Montanhas Rochosas e permitir que as tempestades se desenvolvessem naturalmente em seu ambiente. Seu estudo foi responsável pela propagação de tempestades organizadas, e também incluiu ciclos de precipitação diários corretos em todos os EUA, nenhum dos quais é representado com precisão nos modelos climáticos atuais.

O NCAR planeja mais simulações climáticas que incluem detalhes em escala ainda mais precisa dos processos climáticos. Rasmussen espera realizar estudos de acompanhamento que levem em consideração as mudanças na trilha da tempestade, o que não se refletiu em seu estudo mais recente.