p Há um ditado famoso que diz:"O clima é o que você espera; o clima é o que você obtém." Como um texano nativo se mudando para Nova York, Eu tinha uma ideia do que esperar, mas não estava totalmente preparado para o que iria receber. Porque o clima de Nova York é drasticamente diferente do que estou acostumada, todas as manhãs, antes de sair do meu apartamento, verifico religiosamente a previsão do tempo. Rapidamente sei se vai chover, se há uma tempestade se formando na costa, ou se vou precisar de camadas extras. p Considerando que o clima pode mudar drasticamente de um dia para o outro, o clima significa as condições médias ao longo de cerca de 30 anos - quão quente é a região, na média, e quanta precipitação recebe em um ano? Clima do Texas, por exemplo, tende a ser mais quente na maior parte do ano, enquanto Nova York é, em média, mais fria, com estações bem definidas.

p O tempo e o clima são às vezes usados ​​alternadamente, mas cientistas, meteorologistas e pesquisadores os estudam e modelam de maneira diferente.

p O que é um modelo meteorológico?

p "A previsão do tempo para hoje está parcialmente nublado com possibilidade de aguaceiros no final da tarde ..." Este é um resumo do tempo familiar que você provavelmente já ouviu de um meteorologista. Para fazer essas previsões, meteorologistas usam dados meteorológicos e modelos de previsão para determinar as condições atmosféricas atuais e futuras.

p Porque o clima ocorre de hora em hora, modelos de previsão usam as condições atmosféricas e oceânicas atuais para prever o tempo futuro. A previsão leva em conta a umidade, temperatura, pressão do ar, velocidade e direção do vento, bem como cobertura de nuvens. Localização geográfica, proximidade com a água, estruturas urbanas, a latitude e a altitude também podem influenciar o clima que você experimenta.

p Os modelos meteorológicos funcionam em resoluções altas o suficiente para gerar diferentes previsões para cidades vizinhas, em alguns casos, mas apenas em prazos curtos de cerca de duas semanas no máximo.

p O que é um modelo climático?

p Essencialmente, os modelos climáticos são uma extensão da previsão do tempo. Mas, enquanto os modelos meteorológicos fazem previsões sobre áreas específicas e períodos curtos de tempo, os modelos climáticos são mais amplos e analisam intervalos de tempo longos. Eles prevêem como as condições médias irão mudar em uma região nas próximas décadas.

p Os modelos climáticos incluem mais atmosféricos, processos oceânicos e terrestres do que os modelos meteorológicos - como a circulação oceânica e o degelo das geleiras. Esses modelos são normalmente gerados a partir de equações matemáticas que usam milhares de pontos de dados para simular a transferência de energia e água que ocorre nos sistemas climáticos.

p Os cientistas usam modelos climáticos para compreender sistemas terrestres complexos. Esses modelos permitem testar hipóteses e tirar conclusões sobre sistemas climáticos passados ​​e futuros. Isso pode ajudá-los a determinar se os eventos climáticos anormais ou tempestades são resultado de mudanças no clima ou apenas parte da variação climática de rotina. Por exemplo, ao prever ciclones tropicais durante a temporada de furacões, os cientistas podem usar modelos climáticos para prever o número de tempestades tropicais que podem se formar ao largo da costa e em quais regiões provavelmente ocorrerão.

p Ao criar modelos climáticos, os cientistas usam um dos três tipos comuns de modelos climáticos simples:modelos de balanço de energia, modelos de complexidade intermediária, e modelos de circulação geral. Esses modelos usam números para simplificar as complexidades que existem ao levar em consideração todos os fatores que afetam o clima, como a mistura atmosférica e a corrente do oceano.

p Modelos de balanço de energia ajudam a prever mudanças climáticas como resultado do orçamento de energia da Terra. Este modelo leva em consideração as temperaturas da superfície da energia solar, albedo ou refletividade, e o resfriamento natural da terra, emitindo calor de volta ao espaço. Para prever o clima, os cientistas usam uma equação que representa a quantidade de energia que entra e sai, para entender as mudanças no armazenamento de calor - por exemplo, à medida que mais CO2 que absorve calor enche a atmosfera. Os cientistas então pegam esta equação e a conectam em modelos de caixa que representam um quadrado de terra dentro de uma grade tridimensional, para expressar o clima em uma região ou mesmo em um continente.

p Os modelos de complexidade intermediária são semelhantes aos modelos de balanço de energia, mas incluem e combinam várias estruturas geográficas da Terra - terra, oceanos, e características de gelo, por exemplo. Essas características geográficas permitem modelos de complexidade intermediária para simular cenários climáticos de grande escala, como flutuações glaciais, a corrente do oceano muda, e a composição atmosférica muda ao longo de longas escalas de tempo. Modelos de complexidade intermediária descrevem o clima com menos detalhes espaciais e específicos de tempo, portanto, são mais bem usados ​​para variações em grande escala e de baixa frequência no sistema climático da Terra.

p Os modelos de circulação geral são os modelos mais complexos e precisos para compreender os sistemas climáticos e prever as mudanças climáticas. Esses modelos incluem informações sobre a química atmosférica, tipo de terreno, ciclo do carbono, circulação oceânica e composição glacial da área isolada. Este tipo de modelo também usa uma grade tridimensional, com cada caixa representando cerca de 100 quilômetros quadrados de terra, ar, ou mar, o que é melhor resolução do que os típicos 200 a 600 quilômetros por caixa. Este modelo é mais sofisticado do que os modelos de balanço de energia e complexidade intermediária, mas requer uma quantidade maior de tempo de computação - cada simulação pode levar várias semanas para ser executada.

p O que os modelos climáticos podem nos dizer sobre o futuro e o passado?

p Por muitas décadas, cientistas têm coletado dados sobre o clima usando núcleos de gelo, árvores, e coral, bem como datação por carbono. A partir dessa pesquisa, eles descobriram detalhes sobre a atividade humana passada, mudanças de temperatura em nossos oceanos, períodos de seca extrema, e muito mais.

p À medida que mais pontos de dados são coletados, eles aumentam a precisão dos modelos climáticos existentes. Isso melhora a previsão do clima, porque os dados climáticos anteriores ajudam a estabelecer uma linha de base para sistemas climáticos típicos. De lá, pesquisadores estabelecem variáveis ​​climáticas que desejam manter as mesmas, como cobertura de nuvens, e variáveis ​​que desejam testar, como o aumento do dióxido de carbono, para avaliar hipóteses sobre mudanças futuras. Eles podem estimar qualquer coisa, desde o aumento do nível do mar até o aumento da temperatura e o risco de secas e incêndios florestais.

p Quão precisos são os modelos climáticos?

p Uma vez que o mundo não pode se dar ao luxo de esperar décadas para medir a precisão das previsões do modelo climático, os cientistas testam a precisão de um modelo usando eventos passados. Se o modelo prediz com precisão eventos passados ​​que sabemos que aconteceram, então deve ser muito bom em prever o futuro, também. E quanto mais aprendemos sobre as condições passadas e presentes, mais precisos esses modelos se tornam.

p Os modelos climáticos são complexos por causa de todos os elementos que estão em fluxo nos sistemas da Terra. Se nossa atmosfera fosse como a da lua, a modelagem climática seria bastante fácil porque a lua mal tem uma atmosfera. Na terra, os cientistas do clima devem levar em consideração as flutuações de temperatura, padrões de vento, correntes oceânicas, características da superfície da terra e muito mais. Por causa disso, os modelos sempre consideram algum nível de incerteza - mas os modelos que medem áreas menores com resoluções mais altas produzem modelos mais precisos. Apesar de uma pequena incerteza, os cientistas consideram os modelos climáticos do século 21 bastante precisos porque se baseiam em princípios físicos bem fundamentados dos processos do sistema terrestre. Esta base solidifica a confiança da comunidade científica de que as emissões humanas estão mudando o clima, que terá impacto sobre todo o planeta.

p Por que os modelos climáticos são importantes?

p Compreendendo o passado, O clima presente e futuro nos ajuda a entender como os sistemas da Terra funcionam naturalmente. Essa informação, combinado com modelos climáticos, nos permite determinar como as influências naturais e artificiais têm e impactarão as mudanças em nosso clima. Essas previsões e resultados também podem sugerir como mitigar os piores efeitos das mudanças climáticas, e ajudam os tomadores de decisão a priorizar questões ambientais com base em evidências científicas.

p Numerosos modelos mostraram que o clima está mudando. O aumento das emissões de gases de efeito estufa das atividades humanas está resultando em feedbacks positivos em nossos sistemas climáticos. Esses feedbacks positivos podem resultar em mudanças não tão positivas nos sistemas terrestres, como o derretimento do gelo glacial, aumento da temperatura do oceano, aumentando as chances de inundações e secas severas, e escalar as temperaturas da superfície.

p É fundamental que continuemos a coletar dados e melhorar os modelos, aumentando sua precisão para refinar nosso conhecimento do clima e do tempo. Também é imperativo que reconheçamos a importância dos resultados baseados em dados e fatos embasados ​​na ciência, pois influenciam como as comunidades e os formuladores de políticas planejam o futuro. Os modelos climáticos e meteorológicos têm a capacidade de aprimorar a maneira como planejamos nossas cidades, influenciar oportunidades de negócios, e até mesmo como planejamos nosso dia. Esses modelos são nossa melhor chance de encontrar maneiras de mitigar os efeitos perigosos das mudanças climáticas.

p Esta história foi republicada por cortesia do Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.