Novo estudo limita a gama de incertezas em projeções climáticas futuras

Recentemente, uma equipe de pesquisa internacional publicou uma revisão abrangente na revista Reviews of Geophysics sobre nosso estado de compreensão da “sensibilidade climática” da Terra, uma medida chave de quanto nosso clima mudará com o aumento das emissões de gases de efeito estufa.

Essencialmente, ao estreitar o intervalo de estimativas, os pesquisadores descobriram que a sensibilidade ao clima não é tão baixa que deva ser ignorada, mas também não é tão alta que não haja esperança de recuperação do planeta.

Perguntamos aos dois autores da NASA sobre o estudo – Kate Marvel, em parceria com a Universidade de Columbia em Nova York e o Instituto Goddard de Estudos Espaciais (GISS) da NASA em Nova York; e o Diretor do GISS, Gavin Schmidt – para discutir seus papéis no estudo e sua importância para a compreensão dos impactos do aquecimento global sobre o clima.

P. O que exatamente é a sensibilidade ao clima e por que é importante saber seu verdadeiro valor?

Schmidt: “Nós sabemos por estudos do passado que o clima da Terra pode mudar dramaticamente. As evidências mostram que a quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera pode variar com o tempo e fazer uma grande diferença no clima. Os cientistas tentam quantificar isso estimando o quanto a temperatura do ar na superfície, em média em todo o globo, mudaria se dobrássemos a quantidade de um gás de efeito estufa típico, mas específico – o dióxido de carbono. Esse número, chamado de sensibilidade ao clima, tem uma faixa de incerteza bastante ampla, e isso tem grandes implicações sobre a gravidade da mudança climática causada pelo homem ”.

P. Sua equipe conseguiu estreitar o intervalo de estimativas da sensibilidade climática da Terra em mais de 43 por cento, do intervalo anteriormente aceito de 1,5 a 4,5 Kelvin estabelecido pela primeira vez em 1979 (cerca de 3 a 9 graus Fahrenheit), para um intervalo mais estreito de 2,6 a 3,9 Kelvin (cerca de 4,5 a 7 graus Fahrenheit). Por que é importante para os cientistas estreitar essa faixa de incerteza? O que significa em termos práticos ser capaz de reduzir as incertezas na medição da sensibilidade ao clima?

Schmidt: “Os cientistas gostariam de reduzir essa incerteza para que possamos ter mais confiança em como precisamos mitigar e nos adaptar às mudanças futuras. Por exemplo, o quanto o nível do mar pode subir, ou como as ondas de calor vão piorar ou os padrões de chuva mudam, estão ligados à sensibilidade climática combinada com nossas ações na mudança da atmosfera. Uma sensibilidade climática mais alta significaria que teríamos que fazer mais para evitar grandes mudanças, enquanto um valor mais baixo significaria que teríamos mais tempo para nos adaptar. É útil observar que esperamos atingir o dobro dos níveis de dióxido de carbono no final deste século e que, embora alguns graus possam não parecer muito, é um grande problema para o planeta.

P. Como melhores estimativas da sensibilidade ao clima podem impactar as decisões políticas?

Marvel: “O mais importante sobre a sensibilidade ao clima é que não é zero. O aumento do dióxido de carbono atmosférico definitivamente o torna mais quente e aumenta o risco de climas extremos, como secas, chuvas torrenciais e ondas de calor. Mas melhores estimativas da sensibilidade ao clima são importantes para motivar a ação. Nossos resultados mostram que seria tolice confiar na natureza para nos salvar das mudanças climáticas – não achamos que seja provável que a sensibilidade seja baixa. Mas, inversamente, é improvável que a sensibilidade ao clima seja tão alta a ponto de tornar a ação sem sentido. ”

Schmidt: “Não tenho certeza de que nossas decisões de política sejam tão bem sintonizadas com a ciência da sensibilidade ao clima, a não ser por saber que o clima realmente é sensível ao aumento dos gases de efeito estufa. Muitas políticas climáticas são robustas para essas incertezas, mas muitas decisões de adaptação vão depender de saber como as coisas vão ficar ruins. ”

P. Por que foi tão difícil nos últimos 40 anos estreitar esse intervalo? O que tornou essa nova estimativa possível?

Schmidt: “Existem três razões principais pelas quais isso tem sido difícil. Primeiro, o conhecimento das mudanças climáticas anteriores foi difícil de quantificar de maneiras globalmente coerentes. Claro, sabemos sobre as idades do gelo há um século ou mais, mas obter estimativas precisas das mudanças globais na temperatura, gases de efeito estufa e mantos de gelo levou tempo e precisou de muitos cientistas trabalhando em muitos aspectos diferentes do problema para venha junto. Em segundo lugar, o sinal da mudança climática demorou para sair do ‘ruído’ da variabilidade normal. Nos anos 1980 e 1990, as pessoas ainda estavam discutindo sobre se o aquecimento durante o 20 ^ºséculo foi significativo, mas com mais 20 anos de temperaturas recordes, isso ficou muito claro. Terceiro, nossa compreensão dos processos climáticos que afetam a sensibilidade – nuvens, vapor d’água, aerossóis, etc. – melhorou imensamente com o desenvolvimento do sensoriamento remoto por satélite e, a cada década, estamos produzindo informações melhores e mais úteis. Mas, à medida que essas linhas de evidência amadureciam, a necessidade de criar novos métodos para amarrá-los todos de forma coerente tornou-se aguda – e esse foi o ímpeto para este esforço de cerca de 4 anos. ”

Marvel: “Sim, e na modelagem, as nuvens são alguns dos maiores curingas. Consulte go.ted.com/katemarvel . ”

P. Que tipo de evidência a equipe considerou para chegar às suas conclusões? Onde as linhas de evidência concordam e discordam mais substancialmente?

Schmidt: “Há três principais fontes de informação: alterações desde a tarde 19 ^th século que foram medidos em tempo real, a nossa compreensão dos processos físicos (particularmente nuvens), e informação nova e mais completa de períodos no registro paleoclima (o passado geológico), onde o planeta era significativamente mais frio ou mais quente do que hoje. Todas as linhas de evidência são em sua maioria proporcionais, mas questões específicas significam que o registro recente não é bom em restringir os valores de ponta por causa do papel impreciso dos aerossóis, e a mudança no paleoclima é menos capaz de restringir a ponta inferior por causa de a natureza incerta desses dados. Juntos, no entanto, podemos principalmente descartar essas caudas. ”

P. Quais foram algumas das descobertas mais significativas para cada uma das três linhas de evidência estudadas (processos de feedback, o registro histórico de aquecimento e registros paleoclimáticos)?

Marvel: “Por muito tempo, muitas pessoas pensaram que as estimativas de sensibilidade derivadas do paleoclima – o passado distante – eram incompatíveis com as estimativas derivadas de observações mais recentes. Mas há uma diferença entre um estado de clima anterior em que o planeta atingiu um equilíbrio – um ‘novo normal’ – e nosso clima atual, onde as coisas estão em fluxo constante e continuam mudando. Há alguma incerteza em quão diferente será o futuro do que vivemos agora – é possível que estejamos nos movendo para um novo mundo para o qual não temos um análogo recente. E quando levamos essa incerteza em consideração de uma forma rigorosa, descobrimos que o passado distante e o futuro próximo podem não estar nos dizendo coisas tão diferentes, afinal. ”

Schmidt: “O interessante foi que, começando com uma visão da sensibilidade climática que era um pouco mais sofisticada do que as pessoas usavam anteriormente, descobrimos que havia mais coerência entre as diferentes linhas de evidência do que outros haviam encontrado, e desde o as informações que usamos são realmente muito independentes, o que nos permitiu estreitar a incerteza ”.

P. Sua equipe usou uma ” abordagem bayesiana ” para calcular sua faixa estimada de sensibilidade climática. Em termos leigos, o que é isso?

Schmidt: “Uma abordagem bayesiana é realmente apenas uma representação matemática de como fazemos ciência em geral. Temos uma hipótese inicial, obtemos algumas evidências que podem ou não suportá-la, e então atualizamos nosso entendimento com base nessas evidências. E então fazemos de novo (e de novo, e de novo, etc.). Com o tempo, e conforme mais evidências se acumulam, esperamos aprimorar a resposta mais correta. O uso de métodos bayesianos nos permitiu reunir fios díspares de evidências de uma forma coerente – permitindo diferentes graus de confiança em cada uma das linhas de evidência. O que é ótimo é que, no futuro, à medida que mais evidências forem descobertas, podemos continuar o processo e atualizar nosso entendimento novamente. ”

P. Qual foi o papel dos modelos climáticos globais nas descobertas da equipe?

Marvel: “Modelos climáticos complexos são ferramentas úteis (veja aqui uma boa visão geral). Mas, neste artigo, confiamos amplamente em observações: medições baseadas em satélite e terrestres de tendências recentes, conjuntos de dados de paleoclima e princípios físicos básicos. ”

Schmidt: “Os modelos climáticos ajudam a enquadrar as perguntas que estamos fazendo e podem ser examinados para ver como os padrões climáticos no espaço e no tempo se conectam a coisas que podemos observar diretamente. Mas sabemos que os modelos climáticos têm muitas incertezas relacionadas (por exemplo) aos processos da nuvem e, por isso, não os usamos diretamente para estimar a sensibilidade. Você pode, no entanto, usar nossos resultados para avaliar se um modelo climático tem uma sensibilidade que está dentro de nossa faixa restrita de forma independente. ”

P. Sua nova faixa estimada de sensibilidade climática da Terra encontra o valor em torno do ponto médio da faixa de estimativa anterior, em vez de na extremidade inferior ou superior. O que isso significa em termos práticos para as projeções das temperaturas globais da Terra e do clima da Terra neste século?

Schmidt: “Significa que a sensibilidade ao clima não é tão baixa que possamos ignorá-la, nem é tão alta que devemos nos desesperar. Em última análise, isso nos diz que, embora as mudanças climáticas causadas pelo homem sejam (e continuem sendo) um problema, nossas ações como sociedade podem mudar essa trajetória ”.

P. Qual a probabilidade de a sensibilidade climática da Terra ser superior a 3,9 Kelvin? Abaixo de 2,6 Kelvin?

Schmidt: “Existem elementos subjetivos na análise que realizamos, e outras pessoas podem decidir ponderar as coisas de forma um pouco diferente. Exploramos algumas dessas opções alternativas e isso amplia um pouco a incerteza, mas basicamente, estimamos que haja cerca de uma chance em seis de que fosse menor do que a extremidade inferior e uma em seis de que fosse maior do que a extremidade superior. Isso não é impossível, mas, se for verdade, muitas de nossas avaliações teriam que ser muito distantes. ”

P. A concentração de dióxido de carbono na atmosfera da Terra está atualmente em torno de 414 ppm (partes por milhão). Quais são as projeções para aumentos futuros de dióxido de carbono sob a gama de cenários de emissões atuais e como ter uma estimativa melhor da sensibilidade ao clima melhora nossa compreensão de como nosso clima pode mudar no futuro?

Schmidt: “A trajetória futura do dióxido de carbono dependerá do que fizermos como sociedade – se decidirmos queimar todos os combustíveis fósseis que encontrarmos, poderemos chegar a 900 ppm até o final do século, mas se reduzirmos agressivamente as emissões , poderíamos ficar abaixo de 500 ppm, talvez mais baixo. A sensibilidade do clima nos diz o que podemos esperar em termos de temperatura – entre mais 1 ou 2 graus Celsius (1,8 ou 3,6 graus Fahrenheit) para o cenário baixo, o que seria muito grave, entre 4 e 7 graus Celsius (7,2 e 12,6 graus Fahrenheit) para o cenário de ponta, o que seria um desastre. ”

P. O que você achou mais surpreendente sobre o seu estudo?

Marvel: “Como foi difícil fazer com que todos com suas diferentes especialidades trabalhassem juntos em um grande esforço conjunto. No final, acho que todos perceberam o quão importante era e como isso será uma base forte para as pesquisas futuras de todos. ”

Schmidt: “Quão consistentes foram os resultados em todas as três abordagens diferentes.”

P. Qual foi o seu papel no estudo?

Marvel: “Eu era um dos cientistas de chumbo na seção olhando constrangimentos históricos sobre a sensibilidade, certificando-se que levamos em conta as diferenças de como as coisas mudaram ao longo dos 20 ^th século e como as coisas vão mudar daqui para frente, e trabalhando para fazer certeza de que as incertezas nos registros históricos do clima foram devidamente incluídas. ”

Schmidt: “Trabalhei principalmente na seção do paleoclima, certificando-me de que usamos os dados mais apropriados de períodos-chave da história do planeta (como a última era glacial ou a última vez em que o dióxido de carbono esteve tão alto quanto está agora – cerca de 3 milhões anos atrás).”