Cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge, do Departamento de Energia, e uma dúzia de outras instituições de pesquisa internacionais produziram o mais elaborado conjunto de projeções até agora que ilustra o futuro possível para as principais regiões das monções.

Várias regiões ao redor do mundo planejam a produção de energia, práticas agrícolas e outros empreendimentos econômicos essenciais com base na chegada anual das monções, o que acarreta uma mudança sazonal na direção dos ventos que proporciona períodos de chuva constante. Contudo, emissões não verificadas de gases de efeito estufa podem interromper esses eventos tradicionalmente previsíveis.

Usando RegCM4, a versão mais recente de um modelo climático regional popular desenvolvido pelo Centro Internacional de Física Teórica da Itália, a equipe executou uma série de simulações para projetar e avaliar mudanças em nove regiões de monções em cinco continentes. Os pesquisadores projetaram as simulações com uma grade compacta de cada região contendo espaçamento de menos de 16 milhas, que forneceu um nível substancial de detalhes.

O time, parte de um esforço global denominado Experimento de redução regional coordenada, ou CORDEX, publicou suas descobertas em Dinâmica do Clima .

"Esta é a primeira vez que um modelo climático regional foi usado para fornecer uma visão global das mudanças nas monções, "disse o autor principal Moetasim Ashfaq, um cientista computacional do clima no ORNL. "Demorou muito tempo e esforço para compilar e analisar esse perfil de alto nível, dados de alta resolução, e essas simulações detalhadas não teriam sido possíveis sem uma colaboração internacional significativa. "

Os pesquisadores do ORNL simularam a região das monções do sul da Ásia usando recursos do Compute and Data Environment for Science e do cluster de computação Eos, e o resto das simulações foram conduzidas em vários outros centros de computação. A equipe descobriu pontos comuns nas respostas das monções regionais aos aumentos nas emissões de gases de efeito estufa. Essas respostas incluíram atrasos no início das monções, estações de monções mais curtas e flutuação sazonal mais intensa.

As simulações previram e compararam as mudanças que ocorreriam em diferentes cenários fornecidos pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, ou IPCC, conhecido como via de concentração de representação, ou RCP8.5 e RCP2.6.

O RCP8.5 assume que as emissões de carbono seguem um cenário de "negócios como de costume", sem intervenções políticas, enquanto o RCP2.6 se baseia em aumentos muito menores nas emissões com políticas agressivas de mitigação. Embora os padrões das monções provavelmente mudem para ambos os RCPs, as simulações revelaram que a quantidade de mudança provavelmente seria mínima no RCP2.6, mas poderia ser significativa no RCP8.5.

"Se as emissões forem reduzidas com base no RCP2.6 até o ano 2100, as simulações mostram que o longo, mudanças prejudiciais nos comportamentos das monções podem ser evitadas, "Ashfaq disse." Se você olhar para o melhor cenário, ainda vemos mudanças, mas são insignificantemente diferentes da variação típica de ano a ano nas monções regionais a que as comunidades já estão acostumadas. "

Estações de mudança

Sete das nove regiões de monções mostraram um atraso gradual no início das monções com um aumento contínuo nas emissões globais, o que poderia criar consequências abrangentes que afetariam diretamente cerca de dois terços da população mundial até o final deste século. Ao contrário das áreas que recebem quantidades relativamente uniformes de precipitação em todas as estações, as regiões de monções densamente povoadas recebem de 60% a 70% de sua precipitação durante a temporada de monções de verão.

"As simulações RCP8.5 revelam atrasos robustos no início das estações chuvosas que afetam muitos aspectos da vida cotidiana nessas regiões, "Ashfaq disse." Por exemplo, uma monção que geralmente começa na primeira semana de junho no Sul da Ásia e na África Ocidental pode ser atrasada até 15 (dias) a 20 dias ou mesmo um mês inteiro em partes dessas regiões até o final do século 21 ".

Embora as simulações também tenham mostrado atraso no final do período chuvoso, também conhecido como fim das monções, esta mudança não foi tão dramática quanto o atraso no início das monções, encurtando a duração de toda a temporada de monções. Os pesquisadores também descobriram que as regiões afetadas das monções tendem a ver mais precipitação durante esse período, levando a chuvas mais intensas. Por outro lado, o resto do ano veria períodos de seca mais longos.

Este aumento da sazonalidade pode agravar a prevalência de inundações, secas, incêndios florestais e outros eventos climáticos extremos que já representam desafios para essas regiões. Mudanças significativas no comportamento das monções podem contribuir para surtos de doenças transmitidas por vetores, como cólera, dengue e malária.

Uma vez que as atividades agrícolas nas regiões das monções são normalmente programadas para coincidir com o início e o fim periódicos da estação chuvosa, esses fatores podem alterar a produção de safras dependentes da chuva.

“Mais da metade da oferta mundial de café arábica é produzida no Brasil, e mais de 70% do cacau usado para fazer chocolate vem da África Ocidental, Considerando que mais de um terço das exportações de arroz vêm da Índia e do Paquistão, "Ashfaq disse." Se a agricultura regional está sujeita a atrasos no início das monções e estações chuvosas mais curtas, a produção desse tipo de commodities será reduzida e terá um impacto significativo na economia global. ”

Muitos países localizados nessas regiões dependem da energia hidrelétrica para gerar eletricidade, incluindo o Brasil, que produz 75% de sua energia por meio deste método. Estações de monção mais curtas não forneceriam chuva suficiente no momento correto para fornecer energia adequada sem revisar as operações atuais.

Um equilíbrio delicado

Além de identificar possíveis mudanças nas monções e suas implicações, a equipe também investigou as causas básicas responsáveis ​​por essas mudanças.

Na ausência de sistemas climáticos organizados e um suprimento de umidade sustentado, a estação pré-monção relativamente seca recebe apenas chuvas intermitentes e convectivas, que é acionado termicamente. As terras nessas regiões ficam mais quentes a cada ano durante o período pré-monção, comumente atingindo temperaturas de superfície de 120 graus Fahrenheit. A combinação de precipitação convectiva aquecendo a alta atmosfera e as condições superficiais quentes aquecendo a baixa atmosfera causa disparidades entre o ar quente sobre a terra e o oceano que forçam a estação seca a dar lugar a chuvas de monções.

Contudo, as simulações revelaram que um aumento contínuo nas emissões globais tornará o ambiente pré-monção menos propício para precipitação convectiva, o que atrasará o aquecimento da alta atmosfera e a transição da estação seca para a chuvosa. Um fator chave que os pesquisadores determinaram que diminuirá a chuva convectiva durante o período pré-monção é a formação de uma camada limite mais profunda e menos saturada - uma parte da baixa atmosfera onde umidade e energia são trocadas entre a terra e a atmosfera.

"A força ascendente necessária para elevar os pacotes de ar ao seu nível de convecção livre aumenta com a profundidade da camada limite, "Ashfaq disse." E quanto mais quente a atmosfera, mais umidade é necessária para a instabilidade convectiva, que é essencial para o desenvolvimento de tempestades. Cumprir o requisito durante o período pré-monção é um desafio devido ao fornecimento limitado de umidade, já que os ventos sopram para longe da terra. "

A equipe contribuirá com suas simulações CORDEX para o capítulo regional de mudanças climáticas da próxima avaliação do IPCC.