Oito dias atrás, choveu no oeste do Oceano Pacífico perto do Japão. Não havia nada especialmente notável sobre este evento de chuva, ainda assim, fez grandes ondas duas vezes.

Primeiro, perturbou a atmosfera da maneira certa para desencadear uma ondulação na corrente de jato - um rio de ventos muito fortes na alta atmosfera - que os cientistas atmosféricos chamam de onda de Rossby (ou onda planetária). Em seguida, a onda foi guiada para o leste pela corrente de jato em direção à América do Norte.

Ao longo do caminho, a onda se ampliou, até que quebrou exatamente como uma onda do mar quando se aproxima da costa. Quando a onda quebrou, ela criou uma região de alta pressão que permaneceu estacionária no noroeste da América do Norte na semana passada.

Este é o lugar onde nosso evento de chuva inócua fez ondas novamente:a região bloqueada de ar de alta pressão desencadeou uma das ondas de calor mais extraordinárias que já vimos, quebrando registros de temperatura no noroeste do Pacífico dos Estados Unidos e no oeste do Canadá até o Ártico. Lytton, na Colúmbia Britânica, atingiu 49,6 ℃ esta semana antes de sofrer um incêndio devastador ".

O que faz uma onda de calor?

Embora essa onda de calor tenha sido extraordinária em muitos aspectos, seu nascimento e evolução seguiram uma sequência bem conhecida de eventos que geram ondas de calor.

As ondas de calor ocorrem quando há alta pressão de ar no nível do solo. A alta pressão é o resultado do ar que se afunda na atmosfera. À medida que o ar desce, a pressão aumenta, comprimir o ar e aquecê-lo, assim como em uma bomba de bicicleta.

O ar que afunda tem um grande efeito de aquecimento:a temperatura aumenta 1 grau a cada 100 metros que o ar é empurrado para baixo.

Os sistemas de alta pressão são uma parte intrínseca de uma onda atmosférica de Rossby, e eles viajam junto com a onda. As ondas de calor ocorrem quando os sistemas de alta pressão param de se mover e afetam uma determinada região por um tempo considerável.

Quando isso acontece, o aquecimento do ar pelo afundamento sozinho pode ser ainda mais intensificado pelo solo aquecendo o ar - o que é especialmente poderoso se o solo já estiver seco. No noroeste dos EUA e no oeste do Canadá, as ondas de calor são agravadas pelo aquecimento produzido pelo naufrágio do ar após cruzar as Montanhas Rochosas.

Como as ondas de Rossby influenciam o clima

Isso deixa duas perguntas:O que torna um sistema de alta pressão, e por que ele para de se mover?

Como mencionamos acima, um sistema de alta pressão geralmente faz parte de um tipo específico de onda na atmosfera - uma onda de Rossby. Essas ondas são muito comuns, e eles se formam quando o ar é deslocado para o norte ou para o sul pelas montanhas, outros sistemas climáticos ou grandes áreas de chuva.

As ondas de Rossby são as principais responsáveis ​​pelo clima fora dos trópicos, incluindo o clima instável na metade sul da Austrália. Ocasionalmente, as ondas ficam tão grandes que se viram e se quebram. O quebrar das ondas está intimamente envolvido em torná-las estacionárias.

Mais importante, assim como para o evento recente, as sementes das ondas de Rossby que desencadeiam as ondas de calor estão localizadas a vários milhares de quilômetros a oeste de sua localização. Então, para o noroeste da América, esse é o oeste do Pacífico. As ondas de calor australianas são normalmente desencadeadas por eventos no Atlântico, a oeste da África.

Outra característica importante das ondas de calor é que muitas vezes são acompanhadas por chuvas intensas perto do Equador. Quando o sudeste da Austrália passa por ondas de calor, O norte da Austrália costuma chover. Esses eventos de chuva não são apenas efeitos colaterais, mas intensificam e prolongam ativamente as ondas de calor.

O que a mudança climática significará para as ondas de calor?

Compreender a mecânica do que causa as ondas de calor é muito importante se quisermos saber como elas podem mudar à medida que o planeta fica mais quente.

Sabemos que o aumento do dióxido de carbono na atmosfera está aumentando a temperatura média da superfície da Terra. Contudo, enquanto este aquecimento médio é o pano de fundo para as ondas de calor, as temperaturas extremamente altas são produzidas pelos movimentos da atmosfera de que falamos anteriormente.

Então, para saber como as ondas de calor mudarão à medida que nosso planeta se aquece, precisamos saber como a mudança do clima afeta os eventos meteorológicos que produzir eles. Esta é uma questão muito mais difícil do que saber a mudança na temperatura média global.

Como os eventos que geram as ondas de Rossby mudarão? Como os fluxos de jato mudarão? Mais ondas ficarão grandes o suficiente para quebrar? Os sistemas de alta pressão ficarão no mesmo lugar por mais tempo? A chuva associada se tornará mais intensa, e como isso pode afetar as próprias ondas de calor?

Nossas respostas a essas perguntas são até agora um tanto rudimentares. Isso ocorre principalmente porque alguns dos principais processos envolvidos são muito detalhados para serem incluídos explicitamente nos atuais modelos climáticos de grande escala.

Os modelos climáticos concordam que o aquecimento global mudará a posição e a força dos jatos. Contudo, os modelos discordam sobre o que acontecerá com as ondas de Rossby.

De mudança climática a mudança climática

Há uma coisa que sabemos com certeza:precisamos melhorar nosso jogo para entender como o clima está mudando conforme nosso planeta aquece, porque o clima é o que tem maior impacto sobre os humanos e os sistemas naturais.

Para fazer isso, precisaremos construir modelos de computador do clima mundial que incluam explicitamente alguns dos pequenos detalhes do tempo. (Por pequenos detalhes, significamos algo em torno de um quilômetro de tamanho.) Isso, por sua vez, exigirá investimentos em enormes quantidades de capacidade de computação para ferramentas como nosso modelo climático nacional, o Simulador de Clima e Sistema Terrestre da Comunidade Australiana (ACCESS), e os projetos de infraestrutura de computação e modelagem da Estratégia Nacional de Infraestrutura de Pesquisa Colaborativa (NCRIS) que a apóiam.

Também precisaremos quebrar as fronteiras artificiais entre o tempo e o clima que existem em nossa pesquisa, nossa educação e nossa conversa pública.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.