Cada verão, uma mudança climática traz vento e chuva persistentes para grande parte do sudeste da Ásia, na forma de uma monção sazonal. A causa geral das monções é entendida como uma diferença crescente de temperatura entre o aquecimento da terra e o oceano relativamente frio. Mas na maior parte, a força e o tempo da monção, da qual milhões de agricultores dependem a cada ano, é incrivelmente difícil de prever.

Agora, os cientistas do MIT descobriram que uma interação entre os ventos atmosféricos e as águas do oceano ao sul da Índia tem uma grande influência sobre a força e o tempo das monções do sul da Ásia.

Seus resultados, publicado hoje no Journal of Climate , mostram que à medida que o sol de verão aquece o subcontinente indiano, também levanta ventos fortes que varrem o Oceano Índico e sobem sobre a massa de terra do sul da Ásia. À medida que esses ventos dirigem para o norte, eles também empurram as águas do oceano para o sul, muito parecido com um corredor empurrando contra a correia de uma esteira. Os pesquisadores descobriram que essas águas que correm para o sul agem para transportar calor junto com elas, resfriar o oceano e, com efeito, aumentar o gradiente de temperatura entre a terra e o mar.

Eles dizem que este mecanismo de transporte de calor do oceano pode ser um novo botão no controle das monções sazonais do Sul da Ásia, bem como outros sistemas de monções em todo o mundo.

"O que descobrimos é, a resposta do oceano desempenha um grande papel na modulação da intensidade da monção, "diz John Marshall, o Cecil e Ida Green Professor de Oceanografia no MIT. "Compreender a resposta do oceano é fundamental para prever as monções."

Os co-autores de Marshall no artigo são o autor principal Nicholas Lutsko, um pós-doutorado no Departamento da Terra do MIT, Atmosférico, e Ciências Planetárias, e Brian Green, um ex-aluno de pós-graduação do grupo de Marshall que agora está na Universidade de Washington.

Umidade e mudanças

Os cientistas tradicionalmente se concentram no Himalaia como um dos principais influenciadores das monções do sul da Ásia. Acredita-se que o enorme cume da montanha atue como uma barreira contra os ventos frios que sopram do norte, isolando o subcontinente indiano em um casulo quente e aumentando a diferença de temperatura do horário de verão entre a terra e o oceano.

"Antes, as pessoas pensavam que o Himalaia era necessário para ter um sistema de monções, "Lutsko diz." Quando as pessoas se livraram deles nas simulações, não havia monção. Mas esses modelos foram executados sem oceano. "

Lutsko e Marshall suspeitaram que se eles desenvolvessem um modelo de monção que incluísse a dinâmica do oceano, esses efeitos diminuiriam a intensidade da monção. O palpite deles foi baseado em um trabalho anterior em que Marshall e seus colegas descobriram que a circulação oceânica impulsionada pelo vento minimizava as mudanças na Zona de Convergência Intertropical, ou ITCZ, um cinturão atmosférico próximo ao equador que normalmente produz tempestades dramáticas em grandes áreas. Esta ampla zona de turbulência atmosférica é conhecida por mudar sazonalmente entre os hemisférios norte e sul, e Marshall descobriu que o oceano desempenha um papel importante no controle dessas mudanças.

"Com base na ideia de o oceano amortecer as mudanças ITCZ, pensamos que o oceano também abafaria as monções, "Marshall diz." Mas acontece que isso realmente fortalece as monções. "

Vendo além de uma montanha

Os pesquisadores chegaram a esta conclusão inesperada após traçar uma simulação simples de um sistema de monções, começando com um modelo numérico que simula a física básica da atmosfera sobre um "planeta água" - um mundo inteiramente coberto por um oceano. A equipe adicionou um sólido, massa retangular para o oceano para representar uma massa de terra simples. Eles então variaram a quantidade de luz solar em todo o planeta simulado, para imitar os ciclos sazonais de insolação, ou luz do sol, e também simulou os ventos e chuvas que resultam dessas mudanças sazonais de temperatura.

Eles realizaram essas simulações em diferentes cenários, incluindo um em que o oceano estava estático e imóvel, e outro em que o oceano pôde circular e responder aos ventos atmosféricos. Eles observaram que os ventos soprando em direção à terra faziam com que as águas do oceano fluíssem na direção oposta, levando o calor para longe das águas mais próximas da terra. Essa interação vento / oceano teve um efeito significativo em qualquer monção que se formou sobre a terra:quanto mais forte essa interação, ou acoplamento entre ventos e oceano, quanto maior a diferença na temperatura da terra e do mar, e mais forte é a intensidade da monção que se segue.

Interessantemente, seu modelo não incluía nenhum tipo de estrutura do Himalaia; no entanto, eles ainda eram capazes de produzir monções simplesmente pelo efeito do oceano e dos ventos.

"Inicialmente tínhamos uma imagem de que não poderíamos fazer uma monção sem o Himalaia, que era a sabedoria estabelecida, "Lutsko diz." Mas em nosso modelo, não tínhamos essa barreira, e ainda conseguimos gerar uma monção, e ficamos entusiasmados com isso. "

Em última análise, seu trabalho pode ajudar a explicar por que as monções do sul da Ásia são um dos sistemas de monções mais fortes do mundo. A combinação do Himalaia ao norte, que agem para aquecer a terra, e o oceano ao sul, que tira o calor das águas próximas, configura um gradiente de temperatura extremo para um dos mais intensos, monções persistentes no planeta.

"Uma das razões pelas quais as monções do sul da Ásia são tão fortes é que há uma grande barreira ao norte que mantém a terra quente, e há um oceano ao sul que está esfriando, então está perfeitamente situado para ser realmente forte, "Lutsko diz.

Em trabalho futuro, os pesquisadores planejam aplicar suas novas observações do papel do oceano para ajudar a interpretar as variações nas monções muito mais atrás no tempo.

"O que é interessante para mim é, durante as épocas em que o hemisfério norte era muito mais frio, você vê um colapso do sistema de monções, "Lutsko diz." As pessoas não sabem por que isso acontece. Mas sentimos que podemos explicar isso, usando nosso modelo mínimo. "

Os pesquisadores também acreditam que seus novos A explicação baseada no oceano para a geração de monções pode ajudar os modeladores do clima a prever como, por exemplo, o ciclo das monções pode mudar em resposta ao aquecimento dos oceanos devido às mudanças climáticas.

"Estamos dizendo que você precisa entender como o oceano está respondendo se quiser prever as monções, "Lutsko diz." Você não pode se concentrar apenas na terra e na atmosfera. O oceano é a chave. "

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.