O surto de tornado mortal que atingiu comunidades do Arkansas a Illinois na noite de 10 a 11 de dezembro de 2021 foi tão incomum em sua duração e força, principalmente em dezembro, que muitas pessoas, incluindo o presidente dos EUA, estão perguntando qual o papel a mudança climática pode ter desempenhado – e se os tornados se tornarão mais comuns em um mundo em aquecimento.
Ambas as perguntas são mais fáceis de serem feitas do que respondidas, mas a pesquisa está oferecendo novas pistas.

Sou um cientista atmosférico que estuda tempestades convectivas severas como tornados e as influências das mudanças climáticas. Aqui está o que a pesquisa científica mostra até agora.

Os modelos climáticos ainda não podem ver tornados, mas podem reconhecer condições de tornado

Para entender como o aumento das temperaturas globais afetará o clima no futuro, os cientistas usam complexos modelos de computador que caracterizam todo o sistema da Terra, desde a energia do Sol fluindo até como o solo responde e tudo mais, ano a ano e estação a estação. Esses modelos resolvem milhões de equações em escala global. Cada cálculo soma, exigindo muito mais poder de computação do que um computador desktop pode suportar.

Para projetar como o clima da Terra mudará até o final do século, atualmente temos que usar uma escala ampla. Pense nisso como a função de zoom em uma câmera olhando para uma montanha distante. Você pode ver a floresta, mas as árvores individuais são mais difíceis de distinguir, e uma pinha em uma dessas árvores é muito pequena para ser vista mesmo quando você amplia a imagem. Com modelos climáticos, quanto menor o objeto, mais difícil é ver.

Os tornados e as tempestades severas que os criam estão muito abaixo da escala típica que os modelos climáticos podem prever.

O que podemos fazer em vez disso é olhar para os ingredientes em grande escala que tornam as condições propícias para a formação de tornados.

Dois ingredientes-chave para tempestades severas são (1) a energia impulsionada pelo ar quente e úmido que promove fortes correntes ascendentes e (2) a mudança da velocidade e direção do vento, conhecida como cisalhamento do vento, que permite que as tempestades se tornem mais fortes e durem mais. Um terceiro ingrediente, mais difícil de identificar, é um gatilho para a formação de tempestades, como um dia muito quente, ou talvez uma frente fria. Sem esse ingrediente, nem todo ambiente favorável leva a fortes tempestades ou tornados, mas as duas primeiras condições ainda tornam mais prováveis ​​tempestades severas.

Ao usar esses ingredientes para caracterizar a probabilidade de formação de tempestades e tornados severos, os modelos climáticos podem nos dizer algo sobre o risco de mudança.

Como as condições de tempestade provavelmente mudarão

As projeções do modelo climático para os Estados Unidos sugerem que a probabilidade geral de ingredientes favoráveis ​​para tempestades severas aumentará até o final do século XXI. A principal razão é que o aquecimento das temperaturas acompanhado pelo aumento da umidade na atmosfera aumenta o potencial de fortes correntes ascendentes.

O aumento das temperaturas globais está causando mudanças significativas para as estações que tradicionalmente pensamos como raramente produzindo clima severo. Aumentos mais fortes no ar quente e úmido no outono, inverno e início da primavera significam que haverá mais dias com ambientes favoráveis ​​de tempestades severas – e quando essas tempestades ocorrem, elas têm potencial para maior intensidade.

O que os estudos mostram sobre frequência e intensidade

Em áreas menores, podemos simular tempestades nesses climas futuros, o que nos aproxima de responder se tempestades severas se formarão. Vários estudos modelaram mudanças na frequência de tempestades intensas para entender melhor essa mudança no ambiente.

Já estamos vendo evidências nas últimas décadas de mudanças em direção a condições mais favoráveis ​​para tempestades severas nas estações mais frias, enquanto a probabilidade de formação de tempestades no verão está diminuindo.

Para tornados, as coisas ficam mais complicadas. Mesmo em uma previsão pontual para o dia seguinte, não há garantia de que um tornado se forme. Apenas uma pequena fração das tempestades produzidas em um ambiente favorável produzirá um tornado.

Várias simulações exploraram o que aconteceria se um surto de tornado ou uma tempestade que produzisse um tornado ocorresse em diferentes níveis de aquecimento global. As projeções sugerem que tempestades mais fortes e que produzem tornados podem ser mais prováveis ​​à medida que as temperaturas globais aumentam, embora sejam menos fortes do que poderíamos esperar do aumento da energia disponível.

O impacto de 1 grau de aquecimento

Muito do que sabemos sobre como o aquecimento do clima influencia tempestades e tornados severos é regional, principalmente nos Estados Unidos. Nem todas as regiões ao redor do mundo verão mudanças nos ambientes de tempestades severas na mesma proporção.

Em um estudo recente, colegas e eu descobrimos que a taxa de aumento em ambientes de tempestades severas será maior no Hemisfério Norte e que aumenta mais em latitudes mais altas. Nos Estados Unidos, nossa pesquisa sugere que para cada 1 grau Celsius (1,8 F) que as temperaturas aumentam, é provável um aumento de 14 a 25% em ambientes favoráveis ​​na primavera, outono e inverno, com o maior aumento no inverno. Isso é impulsionado predominantemente pelo aumento de energia disponível devido a temperaturas mais altas. Tenha em mente que se trata de ambientes favoráveis, não necessariamente tornados.

O que isso diz sobre os tornados de dezembro?

Para responder se as mudanças climáticas influenciaram a probabilidade ou a intensidade dos tornados no surto de dezembro de 2021, continua sendo difícil atribuir um único evento como este às mudanças climáticas. Influências de curto prazo, como o El Niño-Oscilação Sul, também podem complicar o quadro.

Certamente há sinais apontando na direção de um futuro mais tempestuoso, mas como isso se manifesta para os tornados é uma área aberta de pesquisa.