Os cientistas do clima sabem há décadas que as mudanças climáticas são mais do que temperaturas mais altas. Os níveis do mar estão subindo, os incêndios florestais estão intensos e as secas estão diminuindo o abastecimento de água em todo o mundo.

Eventos climáticos extremos, como furacões e tempestades, tendem a piorar também. Mas, para prever o quanto essas tempestades mudarão em um mundo mais quente, precisamos entender como eles funcionam no clima atual.

Dan Chavas, professor assistente de ciências atmosféricas na Purdue University, está tentando resolver esse dilema.

"Quando as pessoas perguntam como as tempestades mudarão no futuro, minha pergunta é, 'Até que ponto entendemos como esse fenômeno funciona no clima em geral?' ", Disse ele." Às vezes, essa etapa intermediária é ignorada. Se você não tem um entendimento básico da relação entre o clima e qualquer tipo de tempestade que está olhando, é difícil dizer que você poderia responder à questão da mudança climática. "

Apesar de causar centenas de mortes e bilhões de dólares em danos a cada ano nos EUA, há muito sobre furacões que ainda não entendemos. Localização, temperatura da água, pressão e circulação de nuvens desempenham um papel na gravidade final da tempestade, mas não está totalmente claro como eles funcionam juntos.

Os pesquisadores ainda não entendem o que define o tamanho de um furacão, qualquer. As tempestades podem ser muito grandes ou muito pequenas e têm a mesma velocidade máxima do vento. Como um especialista em física de condições meteorológicas extremas, muito do trabalho de Chavas até agora se concentrou no que controla o tamanho de um furacão e como a velocidade do vento muda em função da distância do centro da tempestade.

Mais recentemente, ele começou a tentar determinar o que define a frequência com que os furacões se formam. Existem cerca de 90 tempestades tropicais na Terra a cada ano, mas ninguém sabe realmente o que governa esse número.

"Esta é uma grande questão em aberto em nosso campo - não sabemos por que não há nove ou 900, "Disse Chavas." Estou pesquisando a formação de furacões para descobrir por que eles aparecem onde aparecem, o que governa a frequência, e como isso varia com a latitude e, em geral, com o espaço e o tempo. "

Chavas usa modelos de computador para simular tempestades na Terra. Em sua pesquisa, ele frequentemente compara duas versões do planeta - uma que se parece muito com a Terra real, e uma versão altamente simplificada onde não existe terra, os oceanos cobrem todo o planeta e o sol brilha da mesma forma em todos os lugares.

Neste imaginário, mundo descomplicado, existem milhares de ciclones tropicais.

"Eles têm muitas propriedades interessantes que são potencialmente muito relevantes para o mundo real, "Chavas disse." Como um biólogo usa um rato ou uma mosca de fruta como campo de teste experimental, usamos uma versão simplificada da Terra. Podemos manipular o que acontece lá - fazer o mundo girar duas vezes mais rápido, ou torná-lo maior ou menor - e testar a teoria. "

Para obter uma estimativa realmente boa de como as condições climáticas extremas irão mudar no futuro, os pesquisadores precisariam de uma compreensão física de como esses fenômenos funcionam junto com as simulações de previsão - para olhar para os dois simultaneamente e ver se eles combinam.

Mas a tensão entre a teoria da física e os fenômenos do mundo real nas ciências do tempo e do clima torna isso difícil. Muitos físicos trabalham em ambientes mais simples do que o sistema climático real, às vezes tanto que seus resultados não se aplicam ao mundo real.

Por outro lado, a previsão do tempo tende a ser orientada para a prática. Muitos meteorologistas estão focados em criar previsões precisas, e se eles podem fazer isso, eles veem menos necessidade de entender a física subjacente. Ao trazer os resultados de suas pesquisas do mundo simplificado para o mundo real, Chavas está fechando essa lacuna.

"Sempre podemos simular o clima no futuro, mas ajuda muito se tivermos teorias para entender como os fenômenos meteorológicos funcionam e como eles surgem em um sistema que se estende a qualquer clima, "disse ele." Se soubermos como as coisas vão mudar se o clima está 10 graus mais quente ou 10 graus mais frio, ou se algum outro aspecto do sistema climático for alterado, então podemos finalmente dizer que o entendemos muito bem. "

Ter o poder do computador para executar um modelo climático global que resolva tempestades menores se tornou uma realidade apenas na última década. Os modelos climáticos podem prever mudanças na precipitação muito bem, mas à medida que avançam em direção a furacões e tornados, esses sistemas em menor escala tornam-se mais difíceis de resolver. Os modelos utilizados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, o órgão das Nações Unidas que produz relatórios regulares de avaliação das mudanças climáticas, não inclui tornados.

Sem enormes modelos climáticos para fornecer previsões precisas de clima severo, Chavas voltou seu foco para mais perto de casa, nas montanhas rochosas.

"Uma hipótese que está flutuando na comunidade científica há muito tempo diz que existe um ponto quente para fortes tempestades e tornados na América do Norte, "disse ele." A ideia é que ter as Montanhas Rochosas ao oeste e o Golfo do México ao sul cria um ambiente propício para eventos climáticos extremos. "

Se as montanhas são essenciais para a formação de tempestades, então, removê-los deve eliminar o clima severo (assim vai a hipótese). Hipoteticamente, em um planeta completamente coberto por água, não haveria tempestades severas.

Chavas começou recentemente a testar essas suposições em modelos climáticos, onde manipula essas características em uma Terra imaginária. Ele espera publicar resultados preliminares sobre isso nos próximos meses.

“Quais características são essenciais para a formação de clima severo, e como a magnitude das tempestades e da atividade de tornado pode depender de aspectos das montanhas, ou a relação entre a localização da montanha e os corpos d'água? ", disse ele." A maioria das pesquisas até agora considera apenas nossa configuração atual da topografia e das superfícies terrestres norte-americanas, a partir do qual podemos fazer suposições sobre como isso dá origem a um clima severo na Terra. Mas até que façamos experimentos onde alteramos esses parâmetros, não teremos certeza de que entendemos esses sistemas muito bem. "