Desde o advento da revolução industrial no início do século 19, os aumentos nas emissões de gases de efeito estufa são considerados pelos cientistas como responsáveis ​​pelo aumento constante da temperatura média da superfície global, conhecido como aquecimento global. Espera-se que esse fenômeno afete os humanos por meio do aumento do nível do mar e ondas de calor frequentes, entre outros impactos adversos. A alta complexidade do sistema climático, Contudo, tornou difícil para os cientistas preverem com precisão a magnitude do aquecimento global no futuro e a gravidade de seus impactos. A principal questão é que as complexas interações entre os diversos componentes do sistema climático amplificam ou suprimem o aquecimento desencadeado pelo aumento dos gases de efeito estufa e é difícil desvendar essas conexões e sua importância para o aquecimento global. Um novo estudo de coautoria de Xiaoming Hu, Ming Cai, Song Yang, e Sergio Sejas publicado em Science China Earth Sciences fornece novos insights sobre como essas interações amplificam o aquecimento global.

"Processos de feedbacks positivos sobre o clima, como o aumento do vapor de água na atmosfera e o derretimento do gelo / neve na superfície, são responsáveis ​​pelo aquecimento amplificado, "disse Xiaoming Hu Ph.D., um cientista pesquisador associado da Escola de Ciências Atmosféricas, Universidade Sun Yat-sen, em Guangzhou, China e o principal autor do artigo. "Contudo, as mudanças na temperatura do ar têm sido tradicionalmente categorizadas como um processo de feedback climático negativo, uma vez que o ar mais quente atua para aumentar a radiação térmica que sai para o espaço. O recente desenvolvimento de ferramentas de análise de feedback do clima com base na superfície permite um novo olhar sobre o papel da temperatura do ar na regulação da resposta da temperatura da superfície às forças climáticas. "

Os cientistas sabem há muito tempo que a atmosfera é transparente à luz visível, que permite que a superfície absorva a maior parte da energia solar disponível para o sistema Terra-Atmosfera; por outro lado, Contudo, absorve a maior parte da energia térmica emitida pela superfície devido aos componentes do gás de "efeito estufa", incluindo vapor de água, dióxido de carbono, nuvens, e metano que aquecem a atmosfera. Em troca, a atmosfera emite energia térmica de volta para a superfície, fornecendo energia adicional para a superfície, mantendo seu calor. Esse é o efeito estufa. Os autores deste estudo mostram que tal acoplamento termo-radiativo entre a atmosfera e a superfície, que eles chamam de feedback de temperatura do ar, "atua para amplificar o aquecimento da superfície em resposta a um forçamento externo, da mesma forma que mantém a temperatura média da superfície do tempo aproximadamente 30 ° C mais quente do que aquela determinada pelo simples cálculo da entrada de energia solar apenas na superfície.

Neste estudo, os autores propuseram o kernel do feedback da temperatura do ar para medir a capacidade do feedback da temperatura em amplificar o aquecimento da superfície. Eles usaram observações da reanálise ERA-Interim para revelar o padrão espacial do kernel de feedback da temperatura do ar e relacionar a força do feedback da temperatura do ar às distribuições espaciais climatológicas da temperatura do ar, vapor de água e conteúdo de nuvem. "Essa forte dependência da capacidade do feedback de temperatura em amplificar o aquecimento da superfície no estado climatológico médio talvez seja uma das causas básicas para uma grande variedade de projeções de aquecimento global sob a mesma forçante antropogênica por diferentes modelos climáticos como esses modelos costumam tender a têm seus próprios estados médios climatológicos, "disse Xiaoming Hu.

Os pesquisadores também revelam que os aumentos de dióxido de carbono e vapor de água na atmosfera aquecem principalmente a superfície por meio do feedback da temperatura do ar. Eles descobriram que o feedback da temperatura do ar amplifica o aquecimento devido ao efeito radiativo direto causado pelo aumento do dióxido de carbono na atmosfera por um fator de 3-4. Também amplifica o aquecimento da superfície devido ao aumento da umidade atmosférica no período de 1984-1995 a 2002-2013. Mais importante, eles descobrem que o acoplamento termo-radiativo entre a atmosfera e a superfície amplifica o sinal de absorção de calor oceânico, adicionando 2,5 W / m2 à superfície no topo de 1,75 W / m2 devido a uma redução da absorção de calor oceânico entre esses dois períodos.

Os autores afirmam ainda que uma implicação do estudo é que a amplificação dos sinais de aquecimento desses processos pelo feedback de temperatura indica que as incertezas de aquecimento relacionadas à incerteza desses processos também podem ser ampliadas. "Por exemplo, a incerteza no aumento do vapor d'água implica incerteza em seu sinal de aquecimento, e essa incerteza é então ampliada pelo feedback de temperatura. A incerteza do aquecimento global nas projeções e observações do modelo climático está, portanto, provavelmente ligada ao feedback da temperatura. Fazer a redução da incerteza do aquecimento global é uma tarefa mais inextricável, "disse Sergio Sejas, um dos quatro autores deste estudo.

Geral, este estudo baseado em observação corrobora os resultados de uma análise recente baseada em modelo climático, mostrando que "o feedback da temperatura é responsável pela maior parte do aquecimento da superfície globalmente, responsável por quase 76 por cento do aquecimento global médio da superfície. "