Previsões altamente localizadas e precisas da cobertura de gelo dos Grandes Lagos foram demonstradas por pesquisadores da Universidade de Michigan, e sua ferramenta de modelagem preditiva pode ser adaptada para qualquer região geográfica.

A equipe desenvolveu a abordagem trabalhando em estreita colaboração com funcionários da Apostle Islands National Lakeshore no Lago Superior em Wisconsin. O parque abriga cavernas de gelo majestosas que só são acessíveis em alguns invernos, quando é seguro para os visitantes caminharem pelo gelo do lago congelado.

Essas previsões localizadas seriam úteis de forma mais ampla, já que a mudança climática traz uma montanha-russa de variabilidade climática a muitas partes do mundo, incluindo aqueles que vivem junto, brincam e ganham a vida com a maior fonte de água doce do mundo.

"Esses modelos podem ser úteis não apenas para apoiar o tráfego seguro de pedestres no gelo nas áreas costeiras dos Grandes Lagos, mas para navegação de embarcações grandes e pequenas, pesca e caça, e outras atividades humanas em todo o mundo, "disse Richard Rood, professor de ciências climáticas e espaciais e engenharia, e co-autor de um artigo sobre o novo modelo publicado em Mudança Climática .

A nova abordagem pode prever com segurança com meses de antecedência - em setembro, talvez - se o gelo se formará em um determinado inverno, bem como o momento do início do gelo. Muitos esforços anteriores se concentraram na cobertura de gelo do lago como um todo. Ao focar em uma pequena área, é possível encontrar relações entre o clima e as condições locais que tornam a formação de gelo possível, mesmo em anos em que as condições não são favoráveis ​​à formação de gelo em todo o lago.

O projeto da U-M surgiu de um comentário feito durante uma reunião de planejamento de mudança climática com a equipe de Avaliações e Ciências Integradas dos Grandes Lagos e a equipe do Apostle Islands National Lakeshore. GLISA é uma equipe apoiada pela NOAA com foco no avanço do conhecimento do clima para adaptação na região dos Grandes Lagos, alojado conjuntamente na U-M e na Michigan State University. Rood é o investigador principal do GLISA.

O parque experimentou um ano surpreendentemente frio, o que levou a uma enorme e inesperada visitação no inverno. O superintendente do parque, Robert Krumenaker, levantou a questão da previsão da cobertura de gelo para antecipar os turistas no inverno. Os autores aceitaram o desafio.

A cobertura de gelo nas Apostle Islands costumava ser uma coisa certa.

"Por anos, Na década de 1970, Década de 1980 e início de 1990, foi simplesmente entendido que, em algum momento da temporada, a cobertura de gelo ao redor da costa se formaria e seria consistente ano a ano, "disse Andrew Gronewold, professor associado da Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da U-M. "No final da década de 1990, de repente, vimos anos em que não havia cobertura de gelo segura. Isso deu início a este período de variabilidade - diferenças na cobertura de gelo ano a ano. "

Esse tipo de incerteza cria problemas para os administradores do parque, bem como aqueles que desejam visitar.

Para desenvolver sua nova abordagem, os pesquisadores descobriram pistas escondidas em padrões climáticos oscilantes, frequentemente originando do outro lado do planeta.

Eles olharam os registros meteorológicos históricos para a região dos Grandes Lagos e além, bem como modos específicos de variabilidade - padrões climáticos oscilantes - no clima nos Grandes Lagos. Três modos - El Nino, a oscilação do Ártico e a oscilação decadal do Pacífico - mostraram fornecer pistas preditivas para a formação de gelo na região das Ilhas do Apóstolo.

"Se tivéssemos utilizado esses relacionamentos no passado, Nós teríamos, em quase todos os anos, previu com precisão se uma cobertura de gelo segura se formaria nas Ilhas dos Apóstolos, bem como uma indicação razoável de quando, "Gronewold disse." Os relacionamentos eram tão fortes assim. "

Gronewold e Xiaolong Ji, um estudante em clima aplicado, avaliou modelos estatísticos e encontrou o melhor ajuste em um lugar inesperado.

"Descobrimos que a melhor explicação para o que estávamos observando veio de um tipo de modelo chamado modelo de sobrevivência, ou modelo de perigo, "Gronewold disse." Eles são comumente usados ​​em estudos de saúde humana ou estudos de saúde ambiental. "

Ele acrescentou que o projeto das Ilhas do Apóstolo pode ser a primeira vez que o modelo foi usado na previsão da cobertura de gelo nos Grandes Lagos.

Aplicando o modelo de risco a quatro décadas de dados históricos, Gronewold, Rood e os estudantes de doutorado Ji e Houraa Daher foram capazes de prever a cobertura de gelo para a região das Ilhas Apóstolo com meses de antecedência com uma precisão surpreendente. No futuro, Os pesquisadores da U-M esperam expandir sua modelagem preditiva para outras áreas.

"A pesquisa que estamos fazendo de forma mais geral prevê uma série de condições que afetam as costas dos Grandes Lagos, "Gronewold disse." Isso pode variar de condições de qualidade da água que podem resultar em proliferação de algas nocivas, aos níveis de água impulsionados por picos de curto prazo ou flutuações de longo prazo, a coisas como cobertura de gelo. "