p Pesquisadores atmosféricos do Alfred Wegener Institute, O Centro Helmholtz de Pesquisa Polar e Marinha (AWI) desenvolveu um modelo climático que pode representar com precisão o curso sinuoso frequentemente observado da corrente de jato, uma importante corrente de ar sobre o hemisfério norte. A descoberta veio quando os cientistas combinaram seu modelo climático global com um novo algoritmo de aprendizado de máquina sobre a química do ozônio. Usando o modelo combinado, eles demonstram que o curso ondulatório da corrente de jato no inverno e as subsequentes condições climáticas extremas, como erupções de ar frio na Europa Central e na América do Norte, são o resultado direto da mudança climática. Suas descobertas foram publicadas em Relatórios Científicos em 28 de maio de 2019. p Por anos, pesquisadores do clima em todo o mundo têm investigado a questão de saber se o curso sinuoso da corrente de jato sobre o hemisfério norte - observado com frequência crescente nos últimos anos - é um produto da mudança climática, ou um fenômeno aleatório que pode ser rastreado até variações naturais no sistema climático. O termo "corrente de jato" refere-se a uma poderosa banda de ventos de oeste nas latitudes médias, que empurram os principais sistemas meteorológicos de oeste para leste. Esses ventos açoitam o planeta a uma altitude de cerca de 10 quilômetros, são impulsionados por diferenças de temperatura entre os trópicos e o Ártico, e no passado, frequentemente atinge velocidades máximas de até 500 quilômetros por hora.

p Mas hoje em dia, como as observações confirmam, os ventos estão cada vez mais vacilantes. Eles sopram com menos frequência ao longo de um curso reto paralelo ao Equador; em vez de, eles varrem o hemisfério norte em ondas massivas. Por sua vez, durante o inverno, essas ondas produzem intrusões incomuns de ar frio do Ártico para as latitudes médias, como o frio extremo que atingiu o meio-oeste dos EUA no final de janeiro de 2019. No verão, uma corrente de jato enfraquecida leva a ondas de calor prolongadas e condições secas, como aqueles experimentados na Europa, por exemplo 2003, 2006, 2015 e 2018.

p O aprendizado de máquina permite que o modelo climático compreenda o papel do ozônio

p Essas conexões fundamentais são conhecidas há algum tempo. No entanto, os pesquisadores não tiveram sucesso em retratar de forma realista o curso oscilante da corrente de jato em modelos climáticos ou demonstrar uma conexão entre os ventos vacilantes e as mudanças climáticas globais. Os pesquisadores atmosféricos do AWI em Potsdam já ultrapassaram esse obstáculo ao suplementar seu modelo climático global com um componente inovador para a química do ozônio. "Desenvolvemos um algoritmo de aprendizado de máquina que nos permite representar a camada de ozônio como um elemento interativo no modelo, e assim fazendo, para refletir as interações da estratosfera e da camada de ozônio, "diz o primeiro autor e pesquisador atmosférico da AWI Erik Romanowsky." Com o novo sistema de modelo, agora podemos reproduzir de forma realista as mudanças observadas na corrente de jato. "

p De acordo com as descobertas da equipe, o recuo do gelo marinho e o aumento da atividade das ondas atmosféricas que o acompanha estão criando uma significativa, aquecimento amplificado por ozônio da estratosfera polar. Uma vez que as baixas temperaturas polares formam o motor do jato, o aumento das temperaturas na estratosfera está causando sua fraqueza. Por sua vez, este enfraquecimento da corrente de jato está agora se espalhando para baixo da estratosfera, produzindo extremos climáticos.

p O fluxo de jato enfraquecido é devido à mudança climática

p Além disso, com o novo modelo, os pesquisadores também podem analisar mais de perto as causas da corrente de jato sinuosa. "Nosso estudo mostra que as mudanças na corrente de jato são, pelo menos em parte, devido à perda de gelo do mar Ártico. Se a cobertura de gelo continuar a diminuir, acreditamos que tanto a frequência como a intensidade dos eventos climáticos extremos previamente observados nas latitudes médias irão aumentar, "diz o professor Markus Rex, Chefe de Pesquisa Atmosférica do AWI. "Além disso, nossas descobertas confirmam que as fases frias que ocorrem com mais frequência no inverno nos EUA, A Europa e a Ásia não são de forma alguma uma contradição ao aquecimento global; em vez, eles fazem parte da mudança climática antropogênica. "

p Os esforços da equipe também representam um avanço tecnológico significativo:"Após o uso bem-sucedido do aprendizado de máquina neste estudo, estamos agora, pela primeira vez, empregando inteligência artificial na modelagem climática, ajudando-nos a chegar a sistemas de modelos climáticos mais realistas. Isso tem um enorme potencial para modelos climáticos futuros, que acreditamos que entregará projeções climáticas mais confiáveis ​​e, portanto, uma base mais robusta para a tomada de decisões políticas, "diz Markus Rex.

p Durante a expedição ártica MOSAiC, que começará em setembro e durante o qual o navio quebra-gelo alemão Polarstern passará pelo Ártico Central junto com o gelo do mar por um ano inteiro, os pesquisadores planejam reunir os dados mais recentes sobre gelo e atmosféricos. Isso os ajudará a aplicar o novo modelo climático ao futuro, de modo a simular o desenvolvimento futuro do clima ártico e do gelo marinho. Como Markus Rex explica, "Nosso objetivo é entender em detalhes como o recuo do gelo marinho do Ártico irá progredir - porque só então seremos capazes de avaliar como e em que escala as mudanças no Ártico levarão a extremos climáticos nas latitudes médias."