Hoje, estamos experimentando os impactos dramáticos que mesmo um pequeno aumento nas temperaturas globais pode ter no clima de um planeta. Agora, imagine uma Terra 20 a 30 graus Fahrenheit (11 - 17 C) mais quente do que hoje. A Terra provavelmente experimentou essas temperaturas em vários momentos no passado distante e as experimentará novamente em centenas de milhões de anos a partir de agora, enquanto o sol continua a brilhar.

Pouco se sabe sobre como a atmosfera e o clima se comportaram durante esses chamados períodos de estufa. Em um novo estudo, pesquisadores da Universidade de Harvard descobriram que durante essas épocas de calor extremo, a Terra pode ter experimentado ciclos de seca seguidos por enormes tempestades de chuva com centenas de quilômetros de largura que podem despejar mais de trinta centímetros de chuva em questão de horas.

"Se você fosse olhar para uma grande parte dos trópicos profundos hoje, está sempre chovendo em algum lugar", disse Jacob Seeley, um pós-doutorado em Ciência Ambiental e Engenharia da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas (SEAS) John A. Paulson de Harvard e o Departamento de Ciências da Terra e Planetárias de Harvard e primeiro autor do artigo. "Mas descobrimos que em climas extremamente quentes, pode haver vários dias sem chuva em qualquer lugar ao longo de uma grande parte do oceano. Então, de repente, uma grande tempestade irrompeu em quase todo o domínio, despejando uma quantidade enorme de chuva. Então ficaria quieto por alguns dias e repetiria. "

"Este ciclo episódico de dilúvios é um estado atmosférico novo e completamente inesperado", disse Robin Wordsworth, o Professor Gordon McKay de Ciência Ambiental e Engenharia do SEAS e autor sênior do estudo.

A pesquisa não apenas lança luz sobre o passado distante e futuro longínquo da Terra, mas também pode ajudar a compreender os climas de exoplanetas orbitando estrelas distantes.

A pesquisa foi publicada na Nature .

Em um modelo atmosférico , Seeley e Wordsworth aumentaram a temperatura da superfície do mar da Terra para uma temperatura escaldante de 130 graus Fahrenheit (54 C), seja adicionando mais CO 2 - cerca de 64 vezes a quantidade atualmente na atmosfera - ou aumentando o brilho do sol em cerca de 10 por cento.

Nessas temperaturas, coisas surpreendentes começam a acontecer na atmosfera. Quando o ar próximo à superfície se torna extremamente quente, a absorção da luz solar pelo vapor de água atmosférico aquece o ar acima da superfície e forma o que é conhecido como uma "camada de inibição", uma barreira que impede que nuvens convectivas subam para a atmosfera superior e formem nuvens de chuva .

Em vez disso, toda a evaporação fica presa na atmosfera próxima à superfície.

Ao mesmo tempo, as nuvens se formam na alta atmosfera, acima da camada de inibição, à medida que o calor é perdido para o espaço. A chuva produzida nessas nuvens de nível superior evapora antes de chegar à superfície, devolvendo toda a água ao sistema.

"É como carregar uma bateria enorme", disse Seeley. "Você tem uma tonelada de resfriamento alto na atmosfera e uma tonelada de evaporação e aquecimento perto da superfície, separados por esta barreira. Se algo pode romper essa barreira e permitir que o calor e a umidade da superfície invadam a atmosfera fria superior, é vai causar uma tempestade enorme. "

Isso é exatamente o que acontece. Depois de vários dias, o resfriamento evaporativo das tempestades da atmosfera superior erode a barreira, desencadeando um dilúvio de horas de duração. Em uma simulação, os pesquisadores observaram mais chuva em um período de seis horas do que a queda de alguns ciclones tropicais nos Estados Unidos ao longo de vários dias.

Depois da tempestade, as nuvens se dissipam e a precipitação para por vários dias, enquanto a bateria atmosférica se recarrega e o ciclo continua.

“Nossa pesquisa mostra que ainda há muitas surpresas no sistema climático”, disse Seeley. "Embora um aumento de 30 graus nas temperaturas da superfície do mar seja muito mais do que o previsto para as mudanças climáticas causadas pelo homem, empurrar os modelos atmosféricos para um território desconhecido pode revelar vislumbres do que a Terra é capaz."

"Este estudo revelou uma nova física rica em um clima que é apenas um pouco diferente da Terra atual de uma perspectiva planetária." disse Wordsworth. "Isso levanta novas questões sobre a evolução do clima da Terra e de outros planetas que vamos trabalhar por muitos anos."