Entenda como a mudança climática acelera o aumento do nível do mar

Impulsionadores do aumento do nível do mar

Embora existam ligações claras entre o aumento das temperaturas globais e o nível do mar, os mecanismos específicos pelos quais o aquecimento resulta em SLR são mais complexos.

Um dos principais impulsionadores do SLR que o mundo experimentou nas últimas décadas não é o derretimento de geleiras ou mantos de gelo. Em vez disso, é impulsionado pela expansão térmica da água. À medida que o oceano aquece, a água do mar torna-se menos densa e expande-se, elevando o nível do mar.

O rápido aumento no conteúdo de calor do oceano levou a um aumento de cerca de 19 mm no nível do mar apenas devido à expansão térmica entre 1993 e 2010, cerca de um terço do aumento total de 54 mm.

Os principais impulsionadores da elevação média anual do nível do mar são mostrados na figura abaixo, que se baseia em dados do IPCC AR5 e abrange três períodos de tempo sobrepostos (1901-1990, 1971-2010 e 1993-2010).

Esses fatores são a expansão térmica (azul escuro), o derretimento das geleiras (tanto na Groenlândia, amarelo, quanto globalmente, azul claro), o derretimento das camadas de gelo da Groenlândia (laranja) e da Antártida (vermelho), bem como mudanças no armazenamento de água terrestre ( lagos, reservatórios e águas subterrâneas, vermelho escuro).

A taxa estimada de SLR no conjunto de dados Church and White é mostrada pelo quadrado preto, destacando o fato de que nem os modelos nem as observações são capazes de capturar totalmente todos os drivers que contribuem para o SLR. No entanto, vale a pena notar que a lacuna é menor no período de 1901-1990 se os conjuntos de dados de Hay ou Dangendorf forem usados, pois eles mostram apenas cerca de 1,1 mm/ano de aquecimento.

As estimativas de contribuições para SLR de cada motorista são incompletas, principalmente para períodos anteriores. Por exemplo, observações de expansão térmica não estavam disponíveis no período 1901-1990 no IPCC AR5.

Da mesma forma, as estimativas de perda de manto de gelo só se tornaram disponíveis nas últimas décadas e foram bastante aprimoradas por sensores gravimétricos ( GRACE ) lançados em satélites no início dos anos 2000. Os modelos climáticos no AR5 geralmente não incluíam estimativas históricas de SLR das camadas de gelo da Groenlândia e da Antártida.

No entanto, o gráfico mostra que, embora o derretimento das geleiras e a expansão térmica tenham sido responsáveis ​​pela maior parte do SLR histórico, isso vem mudando nos últimos anos. Existem agora contribuições maiores para o SLR provenientes do derretimento da camada de gelo e das mudanças no armazenamento de água no solo – impulsionadas em parte pelo esgotamento das águas subterrâneas para irrigação. De acordo com o relatório do Estado do Clima da BAMS de 2018 , o derretimento das geleiras e mantos de gelo contribuiu com dois terços do SLR total entre 2005 e 2016.

O IPCC AR5 forneceu projeções do futuro SLR em quatro diferentes cenários de emissões, chamados “Representative Concentration Pathways” ou “ RCPs ”.

O IPCC AR5 projetou que a expansão térmica seria o maior fator individual no futuro SLR em todos os cenários de emissões, seguido pelo derretimento de geleiras e mantos de gelo.

Em geral, esperava que a Groenlândia desempenhasse um papel maior do que a Antártica na contribuição para o SLR ao longo do século 21 e projetava uma contribuição relativamente pequena das camadas de gelo em comparação com outros fatores.

No entanto, essas projeções relativamente conservadoras foram contestadas por uma série de artigos nos últimos anos que buscaram entender melhor a dinâmica e a estabilidade da camada de gelo em um clima de aquecimento.

conservadorismo IPCC

Desde o AR5 em 2013, um grande número de novos estudos sobre o futuro SLR foi publicado. Muitos deles mostraram estimativas de SLR de pior caso substancialmente mais altas até o final do século 21 do que as publicadas no AR5 – em grande parte devido a uma reavaliação das perdas potenciais dos mantos de gelo da Antártida e da Groenlândia.

Algumas estimativas iniciais nas décadas de 1980 e 1990 eram bastante altas, mas esse também foi um período em que a ciência em torno do derretimento da camada de gelo era menos bem compreendida.

Embora vários estudos na última década tenham as melhores estimativas do futuro SLR em linha com as projeções do IPCC, suas estimativas de pior caso são quase todas superiores ao limite superior da faixa do IPCC. Como Garner disse ao Carbon Brief:

“Desde a publicação do relatório do IPCC em 2013, vimos a gama de projeções SLR futuras se expandir significativamente, com alguns estudos sugerindo a possibilidade de até 2,5 milhões de SLR médio global até 2100.

“Existem vários fatores que impulsionam a incerteza nas quantidades e taxas futuras de SLR, mas o comportamento das camadas de gelo da Antártida e da Groenlândia em um clima mais quente é, talvez, um dos maiores contribuintes para essa incerteza. Em particular, como novos estudos surgiram sugerindo a possibilidade de maiores contribuições para o aumento do nível do mar da camada de gelo da Antártica do que se pensava anteriormente, vimos o limite superior das projeções SLR futuras subirem.”

As camadas de gelo da Antártida, em particular, provaram ser uma grande fonte de incerteza nas projeções futuras de SLR. Um estudo, publicado na Nature em 2016, sugeriu que um processo anteriormente não considerado conhecido como “ instabilidade do penhasco de gelo marinho ” (MICI) significava que as geleiras na Antártica eram mais instáveis ​​do que os cientistas pensavam. O documento concluiu que “a Antártica tem o potencial de contribuir com mais de um metro de SLR até 2100 e mais de 15m até 2500” se as emissões futuras forem muito altas.

No entanto, um artigo publicado no Atlantic relatou que os autores do estudo “reduziram algumas de suas projeções de pior caso para o século 21” depois de fazer melhorias em seu modelo. Os resultados provavelmente colocarão a contribuição da Antártida para o SLR em 2100 em “cerca de um pé” (30 cm), diz o artigo, o que é “muito mais próximo das projeções feitas por outros glaciologistas”.

Um artigo recente –  também na Nature – argumentou que, embora o MICI não fosse necessário para reproduzir o SLR visto nas eras glaciais, mesmo sem o MICI, a Antártica provavelmente contribuirá com cerca de 0,15m para o nível do mar até 2100 sob o RCP8.5, com uma faixa “provável” de 13-31 cm. Essas estimativas são notavelmente mais altas do que a contribuição da melhor estimativa de 0,05 milhão da Antártica publicada no IPCC AR5.

Garner e seus colegas sugerem uma série de razões pelas quais o SLR projetado nos relatórios do IPCC pode ser menor do que as estimativas de ponta de outros estudos.

Esses motivos incluem que os modelos de processo – modelos baseados puramente na física em vez de treinados usando observações – citados pelo IPCC tendem a não mostrar grandes contribuições das camadas de gelo à medida que as temperaturas aumentam, pois podem capturar mal as possíveis respostas dinâmicas das camadas de gelo, como o MICI.

Outro fator é que as estimativas do IPCC mostram a faixa de SLR “provável” (17º a 83º percentil), enquanto muitos outros estudos mostram faixas “muito prováveis” (5º a 95º percentil) de futuros potenciais.

Finalmente, Garner e seus colegas sugerem que “os relatórios do IPCC tendem a errar ao fornecer estimativas intencionalmente cautelosas e conservadoras de SLR, em vez de focar em possibilidades extremas menos prováveis ​​que seriam de grande consequência, caso ocorressem”.

Eles sugerem que os estudos que usam abordagens mais inovadoras, que ainda não ganharam amplo apoio entre a comunidade de pesquisa mais ampla, podem ser descartados nesses tipos de avaliações – mesmo que reflitam riscos potenciais reais.