Estudo explora os impactos do aquecimento do Ártico nos padrões climáticos diários nos EUA

Gelo se quebrando na superfície do Oceano Ártico. Crédito:Melissa Gervais

O gelo marinho do Ártico está a diminuir à medida que o mundo continua a aquecer, e um novo estudo liderado por investigadores da Penn State pode fornecer uma melhor compreensão de como a perda deste gelo pode afetar o clima diário nas latitudes médias, incluindo os Estados Unidos.

Os pesquisadores usaram modelos climáticos e uma abordagem de aprendizado de máquina para descobrir os impactos da perda de gelo no mar no futuro dos padrões meteorológicos em grande escala na América do Norte. Eles relataram no Journal of Climate que a perda de gelo no mar desamplificou estes padrões e os seus impactos na temperatura perto da superfície – o que significa, por exemplo, que os eventos de clima frio podem ser menos frios.

“O Ártico em geral é a fonte de ar frio para nós quando temos estes eventos realmente frios”, disse Melissa Gervais, professora assistente do Departamento de Meteorologia e Ciência Atmosférica da Penn State e principal autora do estudo.

“À medida que o aquecimento continua, sabemos que o Ártico ficará menos frio. O que este trabalho nos mostra é que a perda de gelo marinho também altera os padrões climáticos que trazem ar frio para as latitudes médias. ar frio e dificulta o transporte."

O gelo marinho atua como um cobertor sobre o oceano, evitando que a água mais quente perca calor para a atmosfera, disse Gervais. Depois que o gelo desaparece, o calor do oceano pode entrar na atmosfera e criar um sistema de baixa pressão sobre o local onde o gelo estava, resultando em menos transporte do ar frio do Ártico para outras partes da Terra, disseram os cientistas.

À medida que o gelo marinho derrete, o Ártico aquece a um ritmo mais rápido do que o resto do planeta, um processo denominado amplificação do Ártico. E embora fosse esperado que menos ar frio fosse transportado do Ártico para as latitudes médias nestas condições, o novo estudo permitiu aos investigadores investigar mais profundamente os mecanismos responsáveis por estas mudanças.

“Nossa pesquisa nos permitiu aprofundar um pouco mais o que está acontecendo”, disse Gervais. “Conseguimos ver que, além do impacto da amplificação do Ártico, há também um impacto na circulação ou fluxo real na atmosfera”.

Para testar o impacto nos padrões climáticos, os cientistas executaram um modelo climático sob dois cenários – um com níveis de gelo consistentes com as décadas de 1980 e 1990, e outro com níveis de gelo reduzidos esperados até ao final do século.

Eles usaram mapas auto-organizados, um método de aprendizado de máquina, para classificar padrões climáticos diários na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera da Terra onde ocorre a maior parte do clima. Eles então exploraram como esses padrões climáticos gerais se traduzem em variáveis que estão mais próximas da superfície.

“Sem usar este método de aprendizado de máquina, não teríamos sido capazes de compreender de forma realmente robusta os processos envolvidos”, disse Gervais. “Para estudos como este, em que utilizamos um grande volume de simulações de modelos climáticos, não conseguimos encontrar estes padrões manualmente.”

Um padrão climático particularmente impactado pela perda de gelo marinho envolveu anomalias de clima frio na América do Norte. O padrão está associado a fortes anomalias de frio, que atingiram cerca de 29°F nas atuais condições de gelo marinho, mas aqueceram significativamente nos cenários com menos gelo marinho, disseram os cientistas.

“Descobrimos que quando perdemos gelo marinho, não só essa anomalia é reduzida, mas também se torna um padrão quente”, disse Gervais. "Portanto, o mesmo padrão na alta atmosfera está agora trazendo temperaturas mais quentes perto da superfície."

Mais informações: Melissa Gervais et al, Impacts of Projected Arctic Sea Ice Loss on Daily Weather Patterns over North America, Journal of Climate (2023). DOI:10.1175/JCLI-D-23-0389.1
Fornecido pela Universidade Estadual da Pensilvânia

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