Um aumento na probabilidade de um "bloco da Groenlândia" - uma protuberância de alta pressão que se estanca sobre a enorme ilha e pode causar condições climáticas extremas na América do Norte e na Europa - pode ser previsível com anos de antecedência.

O mesmo pode acontecer com as mudanças na acidez do oceano no Sistema Atual da Califórnia, que sustenta pescarias ricas e economicamente importantes, bem como fluxos na quantidade de matéria orgânica produzida pelo fitoplâncton no oceano, que forma a base da pirâmide alimentar marinha.

Mesmo aumentos ou diminuições prováveis ​​na quantidade de dióxido de carbono absorvido pelas plantas, e os impactos resultantes na concentração de dióxido de carbono na atmosfera, pode ser previsível vários anos depois.

Essas descobertas vêm de uma série de novos artigos que mostram coletivamente que uma ampla gama de fenômenos na atmosfera, oceanos, e a terra pode ser previsível em horizontes de tempo que vão de um ano a uma década. Os novos estudos são todos derivados do Decadal Prediction Large Ensemble (DPLE), um maciço, banco de dados disponível gratuitamente de simulações de modelos desenvolvidos e armazenados no National Center for Atmospheric Research (NCAR).

O DPLE foi projetado e criado especificamente para permitir que cientistas de várias disciplinas investiguem aspectos do sistema terrestre que possam ter elementos de previsibilidade em uma escala de tempo decadal, preencher a lacuna entre as previsões sazonais e as projeções climáticas. Até aqui, confirmou alguns elementos que os cientistas já suspeitavam que poderiam ser previstos com anos de antecedência, como as temperaturas da superfície do mar no Atlântico Norte, que influenciam o clima na Europa, entre outras coisas. Mas o exame da coleção de dados também revelou uma série de outras possibilidades.

"Já se passaram dois anos desde que lançamos o conjunto de dados, e o que aprendemos superou nossas expectativas, "disse o cientista Steve Yeager do NCAR, quem liderou o projeto. "Coisas que as pessoas nunca pensaram que eram previsíveis, consideramos previsíveis com DPLE. "

25, 600 anos simulados

O segredo do sucesso da DPLE é o seu tamanho. O conjunto de dados compreende 64 conjuntos individuais (ou conjuntos de simulações), um para cada ano entre 1954 e 2017. Cada conjunto consiste de 40 membros avançando uma década em tempo simulado. No total, o conjunto de dados contém 25, 600 anos simulados de informações climáticas. As simulações foram criadas pelo Community Earth System Model (CESM) baseado no NCAR e rodam principalmente no sistema Cheyenne do NCAR-Wyoming Supercomputing Center.

Ter um conjunto de 40 simulações de modelos individuais da mesma década permite que os cientistas identifiquem sinais delicados de previsibilidade que, de outra forma, seriam perdidos com apenas uma - ou mesmo um punhado - de execuções de modelos. Cada membro do conjunto é iniciado usando as condições históricas para o ano inicial, mas então cada um também é ajustado em uma quantidade quase indistinguível. O ajuste minúsculo é suficiente para enviar cada simulação em um caminho distinto, resultando em 40 maneiras possíveis de o clima da década ter se desdobrado.

Os cientistas podem descobrir possíveis áreas de previsibilidade observando todo o conjunto. Áreas onde as simulações tendem a concordar são candidatas à previsibilidade, e quanto mais eles concordam, mais habilidosa será a previsão.

"Fomos os primeiros a trabalhar na previsão decadal usando um grande conjunto em um sistema de modelo único, "Yeager disse." O fato de termos jogado todos esses membros do conjunto no problema é o que nos permitiu obter esses resultados. "

O sucesso do projeto já fez com que Yeager e seus colegas considerassem o que vem por aí. Uma possibilidade é ajustar os tipos de observações usadas para iniciar o conjunto. Porque os fenômenos que podem ser previstos com anos de antecedência tendem a estar ligados a mudanças no oceano - que ocorrem em escalas de tempo muito mais longas do que as mudanças na atmosfera e na terra - o DPLE original usava o estado do oceano e do gelo marinho como o ponto de partida para os modelos. Adicionar observações da atmosfera e da terra pode melhorar alguma previsibilidade em um prazo relativamente próximo de mais de um ano ou mais.

"Estamos realmente interessados ​​em como fazer isso avançar - o que poderíamos fazer para levá-lo ao próximo nível, "Yeager disse." O primeiro DPLE está nos fornecendo dicas do que é possível. Agora queremos ajustar as técnicas necessárias para fazer previsões decadais, algo que pode ser útil para tomadores de decisão e planejadores. "