Uma equipe de cientistas descobriu com sucesso a influência da mudança climática causada pelo homem na precipitação do inverno durante grande parte do século passado, mostrando que o aquecimento do clima está alterando significativamente as chuvas de inverno e a queda de neve em todo o hemisfério norte.

O estudo, liderado por cientistas do National Center for Atmospheric Research (NCAR), usou uma abordagem inovadora que se baseou em observações de precipitação e padrões de circulação atmosférica em grande escala, junto com técnicas estatísticas e simulações de clima por computador. Isso permitiu que a equipe de pesquisa identificasse a quantidade de precipitação média mensal em regiões específicas da América do Norte e da Eurásia que caiu como resultado de impactos humanos no clima, em vez de variabilidade natural.

"Achei que isso era bastante revelador, "disse a cientista sênior do NCAR Clara Deser, um co-autor do estudo. "Nossa pesquisa demonstra que a mudança climática causada pelo homem afetou claramente a precipitação nos últimos 100 anos."

Os resultados mostram que o aquecimento das temperaturas associadas às emissões humanas de gases de efeito estufa gerou um aumento notável na precipitação de inverno em extensas regiões do norte da Eurásia e leste da América do Norte desde 1920.

O trabalho pode apontar o caminho para estudos mais detalhados sobre a influência das mudanças climáticas nas mudanças de precipitação ao longo do ano. Prevê-se que a precipitação global aumente em média 1-2% por grau Celsius adicional porque uma atmosfera mais quente retém mais vapor de água. Mas as mudanças locais podem ser altamente variáveis, com algumas regiões se tornando mais secas e outras muito mais úmidas.

O estudo, por cientistas do NCAR, Universidade de Lanzhou na China, e a Universidade de Toulouse na França, foi publicado na revista AGU Cartas de pesquisa geofísica . Foi financiado em parte pela National Science Foundation, que é o patrocinador do NCAR.

Subtraindo a influência da variabilidade natural

Cientistas durante anos conduziram estudos de atribuição para determinar até que ponto as mudanças nos padrões climáticos podem ser atribuídas à influência humana no clima. Usando modelos de computador e observações, equipes nacionais e internacionais de pesquisadores demonstraram repetidamente que o aquecimento global desde a década de 1950 se deve em grande parte às emissões sociais de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa que retêm o calor.

Mas determinar o papel dos gases de efeito estufa nas tendências de precipitação de um século em todos os continentes é altamente desafiador, porque a precipitação é afetada por condições climáticas localizadas e variáveis, tornando difícil discernir as mudanças de longo prazo em meio ao ruído das mudanças climáticas do dia a dia e ano a ano. Os cientistas já confiaram em um grande número de simulações de modelos climáticos para tentar detectar o sinal de tendências de precipitação de longo prazo.

No novo estudo, os pesquisadores usaram observações, em vez de modelos climáticos, para determinar a influência de um clima em mudança na precipitação. Eles essencialmente reduziram a questão a um problema de subtração:se você tirar a quantidade de precipitação que é causada pela variabilidade natural, então, a diferença entre isso e o que realmente caiu pode provavelmente ser atribuída ao impacto da sociedade sobre o clima.

Os cientistas recorreram a uma abordagem inovadora conhecida como ajuste dinâmico. Isso consistia na aplicação de técnicas estatísticas a observações de padrões de circulação em grande escala na atmosfera para cada mês de inverno de 1920 a 2015. Esses padrões de circulação, como a localização de sistemas de alta e baixa pressão na América do Norte e na Eurásia, ocorrem independentemente do acúmulo de gases de efeito estufa que retêm o calor.

Ao agregar todos os padrões de circulação, os pesquisadores puderam estimar a quantidade típica de precipitação que cairia quando um determinado padrão de circulação ocorresse. A equipe então comparou os resultados às medições da precipitação que realmente caiu. A diferença entre os dois - a quantidade de precipitação que estaria associada aos padrões de circulação em grande escala sob condições naturais e as tendências reais de precipitação - revelou a influência das mudanças climáticas.

Os resultados mostraram que o aquecimento do clima levou ao aumento da precipitação de inverno no nordeste da América do Norte, bem como uma pequena região do noroeste da América do Norte. A mudança climática também contribuiu para um aumento na precipitação em grande parte do noroeste e centro-norte da Eurásia.

Em contraste, o estudo indicou que a mudança climática pode ter exercido uma influência secante em partes do centro e sudoeste da América do Norte - embora não o suficiente para compensar a variabilidade natural - e em grande parte do sul da Eurásia. Contudo, os autores alertaram que os resultados para essas regiões foram menos pronunciados e não estatisticamente significativos.

Deser e seus colegas se concentraram no inverno porque a precipitação durante essa época do ano é impulsionada por padrões atmosféricos amplos que são mais fáceis de ver nos dados do que as condições localizadas que afetam a precipitação do verão, como a umidade do solo e tempestades individuais. Eles se concentraram no hemisfério norte porque contém muito mais medições de precipitação do que no hemisfério sul.

Os resultados estavam de acordo com simulações de modelos climáticos de mudanças induzidas pelo homem na precipitação, fornecendo uma verificação independente dos modelos.

"Os cientistas já se voltaram para modelos climáticos para obter respostas. Aqui, os modelos climáticos entram apenas no final para confirmar o que extraímos das observações de forma independente, "disse o cientista Flavio Lehner do NCAR, um co-autor do estudo. "Acho que este é o maior avanço científico deste trabalho."

Lehner e Deser usaram a mesma técnica em um estudo separado, publicado em Cartas de pesquisa geofísica ano passado, para mostrar que a secagem recente no sudoeste dos EUA é amplamente atribuível à variabilidade natural.

Evidências de apoio de estudos internacionais

O novo estudo contou com detalhes, conjuntos de dados internacionais de medições históricas de precipitação e padrões de circulação atmosférica. Ele também se baseou em dois conjuntos de dados de simulações do clima global. 1, conhecido como Grande Conjunto, usou o Community Earth System Model (CESM) baseado no NCAR para criar 40 simulações do clima global começando em 1920 - cada uma com condições iniciais ligeiramente diferentes. O outro consistia em simulações de 37 modelos climáticos líderes mundiais, incluindo o CESM, que foram usados ​​para um projeto internacional de pesquisa climática conhecido como Coupled Model Intercomparison Project 5 (CMIP5).

As descobertas dão suporte a estudos internacionais que usaram modelos climáticos poderosos para tentar discernir a influência dos gases de efeito estufa. Por exemplo, o projeto CMIP5 mostrou um padrão semelhante de tendências de precipitação devido às mudanças climáticas. Essa pesquisa se baseou inteiramente em simulações de computador, e seus resultados foram menos detalhados do que o novo estudo.

"Quando vimos quão bem nossa abordagem, que se baseia inteiramente em dados observacionais, concordou com os modelos climáticos, ficamos surpresos porque essas são duas formas independentes de olhar para as mudanças climáticas, "Deser disse." O grau de concordância com a amplitude e os padrões espaciais de mudança de precipitação foi realmente impressionante. "

Esta história foi republicada por cortesia de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), uma comunidade de blogs de ciência espacial e terrestre, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.