Imagine mudanças abruptas nas monções tropicais, reduções nas chuvas do hemisfério norte, e fortalecimento das trilhas de tempestades do Atlântico Norte em décadas. Estes são alguns dos impactos que os cientistas do clima esperam se a Circulação Meridional do Atlântico (AMOC), que redistribui o calor das regiões equatoriais para o hemisfério norte, repentinamente cai em um estado dormente como resultado do aquecimento global. As consequências alterariam drasticamente as condições para a agricultura, biodiversidade, e a economia em grandes partes do mundo.

Um modelo de estudo de Johannes Lohmann e Peter D. Ditlevsen da Physics of Ice, Clima, e a Terra, O Instituto Niels Bohr, a Universidade de Copenhague, Dinamarca, agora sugere o AMOC, e, potencialmente, outros subsistemas climáticos que se aproximam dos pontos de inflexão podem tombar muito antes do previsto, devido à inclinação induzida pela taxa. O trabalho, publicado hoje em PNAS faz parte do projeto TiPES financiado pelo Horizonte 2020 da UE.

O tempo é importante

Há uma preocupação crescente entre os cientistas do clima de que vários subsistemas climáticos podem cair irreversivelmente e abruptamente para um novo estado se o CO atmosférico ₂ -níveis são empurrados além de limites ainda desconhecidos. Esses subsistemas incluem os mantos de gelo da Antártica e da Groenlândia, a floresta amazônica, as monções asiáticas australianas, o gelo marinho do Oceano Ártico, e o AMOC.

Além disso, ainda é incerto se os efeitos de inclinação induzidos pela taxa também podem ocorrer. Esses efeitos se manifestam como uma inclinação do sistema para um novo estado antes mesmo de um limiar teórico nas condições externas (como o CO atmosférico ₂ níveis) é alcançado. Em inclinação induzida por taxa, a taxa de mudança - não a quantidade de mudança - é o fator importante. Isso ocorre porque o tombamento ocorre mais prontamente quando as condições do sistema mudam rapidamente.

Para estudar a inclinação induzida pela taxa no sistema climático, o Dr. Johannes Lohmann investigou o fenômeno em um modelo oceânico complexo, Veros.

Inerentemente imprevisível

Primeiro, o limite de inclinação do modelo em aumentos muito lentos da entrada de água doce do Atlântico Norte foi identificado. Então, uma série de experimentos foram realizados, onde a entrada de água doce foi aumentada em taxas variáveis, mas apenas para níveis abaixo do limite de tombamento. Os resultados mostraram claramente as características da inclinação induzida pela taxa.

Especificamente, quando o modelo do oceano foi submetido a aumentos na entrada de água doce para o Atlântico Norte, que simulou o derretimento acelerado da camada de gelo da Groenlândia em escalas de tempo de 10 a 150 anos, o AMOC tinha uma forte tendência de cair para um estado dormente antes que seu limiar fosse atingido.

Também parecia que, devido à dinâmica caótica do modelo do oceano, a inclinação induzida pela taxa foi altamente sensível às mudanças mínimas nas condições iniciais e à taxa de mudança do aumento da água de degelo. Isso torna o limite de inclinação difuso. Portanto, o destino qualitativo da circulação do oceano, ou seja, se entrará em colapso ou permanecerá como o estado moderno, permanece inerentemente imprevisível.

Preocupante, se real

A ocorrência de tombamento induzido pela taxa em um modelo oceânico global fornece evidências importantes de que um ou mais subsistemas climáticos podem tombar por serem empurrados muito rapidamente como resultado do aquecimento global. Se isso é de fato uma realidade, ainda precisa ser mostrado em mais modelos na hierarquia de modelos climáticos.

Contudo, os resultados apontam para limitações fundamentais na previsibilidade do clima e corroboram a necessidade de limitar o CO ₂ emissões para evitar tombamento perigoso e imprevisível.

"É uma notícia preocupante. Porque se isso for verdade, reduz nosso espaço operacional seguro, "diz Johannes Lohmann.