Algo estranho aconteceu nos oceanos no início do século XX. O Atlântico Norte e o Nordeste do Pacífico pareceram aquecer o dobro da média global, enquanto o Noroeste do Pacífico esfriou ao longo de várias décadas.

Modelos atmosféricos e oceânicos tiveram problemas para contabilizar essas diferenças nas mudanças de temperatura, levando a um mistério na ciência do clima:por que os oceanos esquentaram e esfriaram em taxas tão diferentes no início do século 20?

Agora, pesquisas da Harvard University e do National Oceanography Center do Reino Unido apontam para uma resposta tão mundana quanto o truncamento de ponto decimal e tão complicada quanto a política global. História da parte, parte ciência do clima, essa pesquisa corrige décadas de dados e sugere que o aquecimento dos oceanos ocorreu de uma forma muito mais homogênea.

A pesquisa é publicada em Natureza .

Os humanos medem e registram a temperatura da superfície do mar há séculos. As temperaturas da superfície do mar ajudaram os marinheiros a verificar seu curso, encontrar seus rumos, e prever tempo tempestuoso.

Até a década de 1960, a maioria das medições da temperatura da superfície do mar foram feitas jogando-se um balde no oceano e medindo-se a temperatura da água em seu interior.

A Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA) e o Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR) da National Science Foundation mantêm uma coleção de leituras de temperatura da superfície do mar que datam do início do século XIX. O banco de dados contém mais de 155 milhões de observações de pesca, comerciante, navios de pesquisa e da marinha de todo o mundo. Essas observações são vitais para a compreensão das mudanças na temperatura da superfície do oceano ao longo do tempo, ambos naturais e antropogênicos.

Eles também são um pesadelo estatístico.

Como você compara, por exemplo, as medidas de um navio de guerra britânico de 1820 a um navio de pesca japonês de 1920 a um navio da Marinha dos EUA de 1950? Como você sabe que tipo de balde foi usado, e quanto eles foram aquecidos pela luz do sol ou resfriados pela evaporação durante a amostragem?

Por exemplo, um balde de lona deixado em um convés por três minutos em condições climáticas normais pode resfriar 0,5 graus Celsius mais do que um balde de madeira medido nas mesmas condições. Dado que o aquecimento global durante o século 20 foi de cerca de 1 grau Celsius, os vieses associados a diferentes protocolos de medição requerem uma contabilidade cuidadosa.

"Existem gigabytes de dados neste banco de dados e cada peça tem uma história peculiar, "disse Peter Huybers, Professor de Ciências da Terra e Planetárias e de Ciência Ambiental e Engenharia da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS) e autor sênior do artigo. "Os dados estão repletos de peculiaridades."

Muitas pesquisas foram feitas para identificar e ajustar essas peculiaridades. Em 2008, por exemplo, os pesquisadores descobriram que um salto de 0,3 graus Celsius nas temperaturas da superfície do mar em 1945 foi o resultado de medições feitas nas entradas da sala de máquinas. Mesmo com essas correções, Contudo, os dados estão longe de ser perfeitos e ainda há mudanças inexplicáveis ​​na temperatura da superfície do mar.

Nesta pesquisa, Huybers e seus colegas propuseram uma abordagem abrangente para corrigir os dados, usando uma nova técnica estatística que compara medições feitas por navios próximos.

"Nossa abordagem analisa as diferenças nas medições da temperatura da superfície do mar de grupos distintos de navios quando eles passam nas proximidades, dentro de 300 quilômetros e dois dias um do outro, "disse Duo Chan, estudante de pós-graduação na Escola de Pós-Graduação em Artes e Ciências de Harvard e primeiro autor do artigo. "Usando esta abordagem, encontramos 17,8 milhões perto de cruzamentos e identificamos alguns grandes vieses em alguns grupos. "

Os pesquisadores se concentraram em dados de 1908 a 1941, discriminado pelo país de origem do navio e os "conveses, "um termo decorrente do fato de que as observações marinhas foram armazenadas usando baralhos de cartas perfuradas. Um baralho inclui observações das viagens de Robert Falcon Scott e Ernest Shackleton à Antártica.

"Esses dados fizeram uma longa jornada desde os diários de bordo originais até o arquivo moderno e escolhas difíceis foram feitas para encaixar as informações disponíveis em cartões perfurados ou em um número gerenciável de bobinas de fita magnética, "disse Elizabeth Kent, um co-autor do UK National Oceanography Centre. "Agora temos os métodos e o poder do computador para revelar como essas escolhas afetaram os dados, e também identificar vieses devido a variações na prática de observação por diferentes nações, aproximando-nos das verdadeiras temperaturas históricas. "

Os pesquisadores descobriram duas novas causas principais para as discrepâncias de aquecimento no Pacífico Norte e no Atlântico Norte.

O primeiro teve a ver com mudanças nos registros japoneses. Antes de 1932, a maioria dos registros da temperatura da superfície do mar de navios japoneses no Pacífico Norte veio de navios de pesca. Esses dados, espalhados por vários decks diferentes, foi originalmente gravado em graus Fahrenheit inteiros, então convertido para Celsius, e finalmente arredondado para décimos de grau.

Contudo, na preparação para a Segunda Guerra Mundial, mais e mais leituras japonesas vieram de navios de guerra. Esses dados foram armazenados em um deck diferente e quando a Força Aérea dos EUA digitalizou a coleção, eles truncaram os dados, cortar os dígitos décimos de um grau e registrar as informações em graus Celsius inteiros.

Os efeitos não reconhecidos do truncamento explicam em grande parte o rápido resfriamento aparente na estimativa anterior das temperaturas da superfície do mar do Pacífico entre 1935 e 1941, disse Huybers. Depois de corrigir o viés introduzido pelo truncamento, o aquecimento no Pacífico é muito mais uniforme.

Embora os dados japoneses sejam a chave para o aquecimento do Pacífico no início do século 20, são os dados alemães que desempenham o papel mais importante na compreensão das temperaturas da superfície do mar no Atlântico Norte durante o mesmo período.

No final dos anos 1920, Os navios alemães começaram a fornecer a maioria dos dados no Atlântico Norte. A maioria dessas medições são coletadas em um deck, que, quando comparado com medições próximas, é significativamente mais quente. Quando ajustado, o aquecimento no Atlântico Norte torna-se mais gradual.

Com esses ajustes, os pesquisadores descobriram que as taxas de aquecimento no Pacífico Norte e no Atlântico Norte se tornam muito mais semelhantes e têm um padrão de aquecimento mais próximo do que seria esperado com o aumento das concentrações de gases do efeito estufa. Contudo, discrepâncias ainda permanecem e a taxa geral de aquecimento encontrada nas medições ainda é mais rápida do que o previsto pelas simulações do modelo.

"As incompatibilidades restantes destacam a importância de continuar a explorar como o clima foi forçado por radiação, a sensibilidade do clima, e sua variabilidade intrínseca. Ao mesmo tempo, precisamos continuar vasculhando os dados - por meio da ciência de dados, investigação histórica, e uma boa compreensão física do problema, Aposto que recursos adicionais interessantes serão descobertos, "disse Huybers.