No final de Agosto, O furacão de categoria quatro Ida devastou a Louisiana e causou enormes danos no Nordeste devido às inundações. Muitas casas em ambas as regiões foram destruídas e ocorreram interrupções de energia prolongadas. Conforme Ida se mudou para o norte, gerou tornados, chuva recorde, inundações extensas, e resultou em 82 mortes. É possível determinar o quanto a mudança climática influenciou um evento extremo como Ida?

Hoje, como eventos climáticos extremos acontecem com mais frequência, as pessoas perguntam rotineiramente se eles são causados ​​pelas mudanças climáticas. Dez anos atrás, os cientistas teriam dificuldade em responder a essa pergunta. Hoje, um novo tipo de pesquisa chamada ciência da atribuição pode determinar, não se a mudança climática causou um evento, mas se a mudança climática tornou alguns eventos extremos mais graves e mais prováveis ​​de ocorrer, e se, por quanto. Sempre houve eventos climáticos extremos causados ​​por vários fatores naturais, mas as mudanças climáticas estão aumentando o número e a força desses eventos. Agora, é possível quantificar a influência das mudanças climáticas com mais precisão, Contudo, determinar que a mudança climática contribuiu para um evento não significa que causou o evento.

O que a ciência da atribuição pode nos dizer?

Um artigo de 2004 intitulado "Contribuição humana para a onda de calor europeia de 2003" é geralmente considerado o primeiro estudo científico de atribuição. Ele modelou a quantidade de gases de efeito estufa induzidos pelo homem que aumentaram a probabilidade da histórica onda de calor de 2003 na Europa.

Hoje, a iniciativa World Weather Attribution (WWA), uma colaboração de cientistas de todo o mundo, faz análises em tempo real de eventos extremos logo após eles ocorrerem para descobrir o quanto a mudança climática desempenhou um papel neles. A ciência da atribuição calcula a probabilidade ou gravidade de um determinado evento acontecer hoje em comparação com como ele pode ter se desenrolado em um mundo imaginário que os humanos não aqueceram. Mas porque a variabilidade natural sempre desempenha um papel também, mesmo se for descoberto que um evento extremo se tornou mais provável devido às mudanças climáticas, isso não significa necessariamente que a chance desse tipo de evento ocorrer a cada ano aumentará.

Como funciona?

Quando há um evento climático extremo, os cientistas primeiro determinam com que frequência um evento dessa magnitude pode ocorrer com base em dados históricos e observacionais. É importante ter bons dados de observação com muito tempo. WWA diz que o conjunto de dados deve remontar aos anos 1950, pelo menos, idealmente para o século XIX. Alguns tipos de eventos extremos podem ser analisados ​​com mais precisão do que outros. Aqueles com longos registros de observação que podem ser simulados por modelos de computador, especialmente aqueles ligados à temperatura, como ondas de calor, entregar a maior certeza em estudos de atribuição.

Os estudos de atribuição executam modelos climáticos idênticos em dois cenários. Em primeiro, as concentrações de gases de efeito estufa são mantidas constantes em algum nível do passado, antes que os humanos começassem a queimar combustíveis fósseis, e o modelo climático é atropelado, dizer, um período de 150 anos. Isso é chamado de "mundo contrafactual" - o mundo que poderia ter existido. Para o segundo cenário, o modelo climático volta no tempo novamente, conectando as concentrações reais de gases de efeito estufa para cada ano à medida que aumentavam com o tempo. Ao comparar os resultados dos dois cenários modelados, os cientistas podem estimar o quanto as emissões humanas da atividade de combustíveis fósseis mudaram as chances. Métodos estatísticos são então usados ​​para quantificar as diferenças na gravidade e frequência do evento.

Como um exemplo, se o evento extremo ocorrer duas vezes mais no modelo climático de hoje do que no modelo climático contrafactual, então, a mudança climática torna o evento duas vezes mais provável do que teria sido em um mundo sem emissões induzidas pelo homem.

As limitações das análises de atribuição

Por causa da variabilidade natural, Contudo, fazer análises de atribuição de eventos extremos de precipitação, como o furacão Ida, é mais difícil, de acordo com o cientista climático Radley Horton, do Observatório da Terra Lamont-Doherty da Columbia Climate School. "Não é fácil fazer atribuições em eventos extremos de chuva como este, embora as pessoas façam isso com certeza, "disse ele." Isso ocorre porque a variabilidade natural para precipitação extrema de um ano para o outro em qualquer lugar é muito maior, tornando mais difícil ver o sinal da mudança climática em relação ao ruído da variabilidade. "

Os modelos climáticos também são menos confiáveis ​​para precipitação extrema porque funcionam com caixas de grade que cobrem grandes áreas espaciais; por exemplo, 100 milhas por 100 milhas. Para cada caixa de grade, há um número que representa tudo - temperatura, precipitação, e velocidade do vento - sem diferenciar entre eles. Precipitação extrema, Contudo, freqüentemente cai em faixas geográficas relativamente estreitas. As chuvas mais extremas, por exemplo, pode ocorrer em uma banda de 40 milhas de largura, e na maioria dos modelos climáticos, a caixa da grade é maior do que 40 milhas.

"O modelo climático não pode dizer nada em uma escala espacial mais precisa do que sua caixa de grade, então ele realmente não pode capturar eventos extremos de chuva, "disse Horton. Ele acrescentou, "Atualmente, resultados de atribuição são mais robustos para ondas de calor, mudando gradualmente as condições que cobrem uma grande área, como a elevação do nível do mar, temperatura média global, ou a extensão do gelo do Mar Ártico. Tentar quantificar o quanto as mudanças climáticas aumentaram as precipitações extremas ainda é um desafio e é uma área de pesquisa ativa. "

Os modelos climáticos atualmente não têm resolução espacial fina o suficiente para lidar com os muitos aspectos da precipitação extrema, em grande parte porque eles não têm capacidade de computação suficiente. Além disso, eles são limitados pelo que os cientistas ainda não sabem sobre as relações entre os diferentes componentes do sistema atmosférico que a mudança climática pode alterar de maneiras imprevisíveis - processos-chave que podem interagir para desencadear um novo comportamento à medida que os gases do efeito estufa aumentam e as temperaturas sobem.

No futuro, Contudo, a ciência da atribuição provavelmente se tornará mais definitiva. "A cada cinco a 10 anos, temos mais anos de dados, para que possamos estimar melhor qual é o risco de linha de base, porque estamos falando de eventos muito raros, "disse Horton." Teremos também novos produtos de dados, como satélites, que podem nos ajudar a observar as temperaturas das nuvens e estimar a precipitação em locais onde pode não haver muitas estações meteorológicas. Mas acho que ainda mais importante será que, à medida que nosso poder de computação crescer, essas caixas de grade ficarão mais finas e menores. Teremos modelos de resolução mais alta. "

Embora os estudos de atribuição sejam restritos quando se trata de determinar o quanto as mudanças climáticas afetam os eventos de precipitação, o resultado final é que a mudança climática tornou muitos tipos de eventos extremos mais comuns do que no passado.

E para qualquer tempestade, como Ida, existe um grande potencial para chuvas mais pesadas, uma vez que uma atmosfera em aquecimento retém mais umidade. Os cientistas estão confiantes em suas projeções de que os eventos extremos de precipitação estão aumentando, e que serão um problema crescente no futuro porque as tendências observadas têm sido muito grandes em muitos lugares. Mas ainda existem grandes incertezas sobre o quão severos serão os extremos superiores, o que é fundamental para saber como planejar, evitar danos econômicos, e salvar vidas.

Outros fatores, também, desempenham um papel na criação de um desastre natural. De acordo com a WWA, primeiro são as condições meteorológicas. O segundo é a exposição ao evento - quantas pessoas e quanta propriedade estão localizadas nas zonas de perigo. E finalmente, vulnerabilidade - os atributos e circunstâncias de uma população ou sistema que o tornam suscetível aos impactos do evento.

Às vezes, as análises de atribuição descobrem que eventos extremos não foram necessariamente exacerbados pelas mudanças climáticas, mas sim pela exposição e vulnerabilidade da população. Por exemplo, à medida que mais e mais americanos constroem casas em áreas de alto risco de inundações e incêndios florestais, o dano catastrófico que ocorre é devido a uma confluência de fatores - como verões mais quentes e secos que aumentam o risco de incêndios florestais ou a falta de regulamentações governamentais para a construção em planícies aluviais.

Ciência da atribuição no trabalho

Em julho, Alemanha, Bélgica, Luxemburgo, e a Holanda experimentou inundações catastróficas devido ao recorde de chuvas durante uma tempestade que matou 220 pessoas. De acordo com a história da região, havia uma chance em 400 de tanta chuva cair em um determinado ano. Mas uma análise de atribuição feita pela WWA descobriu que a mudança climática induzida pelo homem tornou o evento 1,2 a 9 vezes mais provável do que teria sido há 100 anos. O aquecimento das temperaturas também aumentou a quantidade de chuvas em três a 19 por cento.

A onda de calor que atingiu o noroeste do Pacífico em junho trouxe temperaturas mais altas do que as registradas anteriormente naquela região. O evento foi estimado em 1 em 1000 anos e pode nunca ter acontecido sem as mudanças climáticas, de acordo com a WWA.

A onda de calor também foi 2 graus Celsius mais quente do que teria sido se ocorresse antes da Revolução Industrial. Se o mundo atingir 2 graus Celsius de aquecimento global (atualmente aqueceu cerca de 1,1 graus Celsius, mas está a caminho de atingir 1,5 graus Celsius em 2040), este tipo de onda de calor de 1 em 1000 anos pode ocorrer a cada cinco a 10 anos.

Dois estudos de atribuição descobriram que a mudança climática fez com que o furacão Harvey, que causou inundações e mais de 100 mortes no Texas e na Louisiana em 2017, três vezes mais provável e aumentou a precipitação da tempestade em 15 por cento. Ao contrário do furacão Ida, O furacão Harvey cobriu uma grande área com precipitação extrema caindo por um longo período de tempo.

Carbon Brief, um site do Reino Unido relatando os mais recentes desenvolvimentos em ciência do clima, mapeou mais de 350 estudos revisados ​​por pares de extremos climáticos em todo o mundo e analisou as tendências. Geral, os eventos extremos aumentaram nos últimos 10 a 15 anos. 70% dos 405 eventos climáticos extremos tornaram-se mais prováveis ​​ou mais intensos pelas mudanças climáticas induzidas pelo homem. 92 por cento de 122 estudos de atribuição de calor extremo descobriram que as mudanças climáticas os tornaram mais prováveis ​​ou mais severos. 58 por cento de 81 estudos de chuva descobriram que a atividade humana os tornava mais prováveis ​​ou intensos. E 65% dos 69 eventos de seca também foram exacerbados pela mudança climática.

De que outra forma a ciência da atribuição pode ser usada?

A ciência da atribuição está se tornando suficientemente reconhecida e estabelecida para fornecer suporte em algumas disputas legais. Em 2020, o Sabin Center for Climate Change Law e o Lamont-Doherty Earth Observatory estabeleceram o Climate Attribution Database. Ele contém 385 recursos científicos organizados por tema:atribuição de mudanças climáticas, atribuição de evento extremo, atribuição de impacto, e atribuição de fonte. O banco de dados ajudará os cientistas a entender como a pesquisa de atribuição pode ser aplicada a leis e políticas, permitir que os advogados acessem as pesquisas mais recentes para apoiar seus casos, e fornecer aos formuladores de políticas recursos que ofereçam justificativas para suas políticas climáticas. Uma série de impactos ambientais, como a elevação do nível do mar, derretimento do permafrost ou neve acumulada, calor extremo, e a acidificação dos oceanos pode ser atribuída com bastante segurança às mudanças climáticas. E uma vez que um impacto foi determinado como sendo influenciado pelas mudanças climáticas, é possível calcular a proporção a ser atribuída a uma fonte específica de emissões.

Lindene Patton, sócio da Earth &Water Law, disse ao E&E News, "Quando a ciência muda, quando um corpo de conhecimento ao qual se espera que um profissional responsável acompanhe, compreenda e preste atenção - quando isso muda, muda o que eles têm que fazer para proteger as pessoas. Isso muda o padrão de atendimento. "

A ciência da atribuição pode, portanto, ser potencialmente usada para defender regulamentações climáticas que são desafiadas como sendo muito rigorosas ou para estabelecer legitimidade para processar, mostrando que certas partes foram prejudicadas pelos impactos das mudanças climáticas. Pode ajudar a responsabilizar os emissores e processar os governos por não regularem suficientemente as emissões de gases de efeito estufa. De acordo com Michael Burger, diretor executivo do Sabin Center for Climate Change Law da Columbia University, um tribunal holandês ordenou que a Shell reduzisse as emissões de gases de efeito estufa associadas à combustão de seus produtos de combustíveis fósseis em 45 por cento até 2030, usando uma forma de "atribuição de fonte". E a Comissão de Direitos Humanos das Filipinas determinou que as empresas de combustíveis fósseis têm a responsabilidade, de acordo com uma lei de direitos humanos das Filipinas, de reduzir as emissões que resultam de seus produtos e serviços. Por enquanto, Contudo, nenhum combustível fóssil ou empresa de energia foi responsabilizada por danos relacionados ao clima com base em um evento extremo ou uma mudança gradual nas condições ambientais. Mas, como a ciência da atribuição está tornando possível quantificar o aumento dos riscos, provavelmente resultará em mais ações judiciais no futuro.

A ciência da atribuição também pode ser usada para ajudar os governos a determinar o nível certo para um limite de emissões ou um imposto de carbono, e, eventualmente, pode até ser usado para prever eventos extremos.

"Já, estamos vendo estudos de atribuição sendo conduzidos antes mesmo de um evento acontecer, "disse Horton." Digamos que haja um furacão no Atlântico tropical. Você está vendo aquele cone de incerteza sobre para onde essa tempestade pode ir em uma semana ou 10 dias. As pessoas podem vincular essas previsões de curto prazo a modelos que nos dão o mundo contrafactual sem aquecimento em comparação com o mundo de hoje, de modo que antes mesmo que a tempestade chegue, há uma estimativa da probabilidade de você obter esse evento. "

Porque o futuro provavelmente trará condições climáticas extremas e impactos em áreas que não experimentaram eventos tão frequentes ou intensos no passado, a ciência da atribuição também pode potencialmente ajudar na adaptação ao clima. Por exemplo, as cidades podem decidir instalar mais infraestrutura verde para absorver um aumento projetado nas águas pluviais. Ou se uma área estiver ciente de que eventos climáticos mais extremos provavelmente ocorrerão no futuro, os residentes podem ser persuadidos a realocar em vez de reconstruir.

A ciência da atribuição está fornecendo novos insights sobre os impactos das mudanças climáticas. Como tal, tem um grande potencial como ferramenta para ajudar a educar, preparar, e influenciar as comunidades globais à medida que enfrentam os impactos de um mundo em aquecimento.

"Meu sentimento pessoal sobre a ciência da atribuição, "disse Horton, "é que é menos uma revolução na nossa compreensão, e mais uma revolução na forma como aplicamos o conhecimento para atribuir culpas e repartir responsabilidades, e talvez o mais importante, para informar e motivar as comunidades e as partes interessadas a agir. "