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Novo estudo expõe a história oculta por trás da onda de calor mortal do noroeste do Pacífico
Um novo estudo descobriu a sequência de eventos que precipitaram o desastre, fornecendo informações que podem aprofundar nossa compreensão da formação de calor no continente norte-americano.
Por Louise Lerner - 14/05/2022


Anomalias de temperatura do ar nos Estados Unidos e Canadá continentais em 27 de junho de 2021, quando o calor se intensificou e os registros começaram a cair. As áreas vermelhas são onde as temperaturas do ar subiram mais de 27°F acima da média do mesmo dia. Crédito: Observatório da Terra da NASA

No verão passado, uma onda mortal de calor atingiu o noroeste do Pacífico, fazendo com que as temperaturas subissem mais de 30 graus Fahrenheit acima do normal e matando mais de mil pessoas.

Um novo estudo descobriu a sequência de eventos que precipitaram o desastre, fornecendo informações que podem aprofundar nossa compreensão da formação de calor no continente norte-americano.

Ao revisar as condições climáticas e formações em grande escala antes da onda de calor , os cientistas da Universidade de Chicago descobriram que um ciclone gerou um "anticiclone", que se combinou para produzir e prender o calor perto da superfície da região.

A conta pode lançar luz sobre a probabilidade de tais ondas de calor extremas no futuro. Ele também serve como uma prova de conceito para um conjunto abrangente de diagnósticos desenvolvidos pelo Prof. Noboru Nakamura da UChicago para expor os mecanismos por trás do clima atmosférico em grande escala. Os cientistas esperam que essa abordagem possa ajudar a explicar por que eventos extremos acontecem e a entender melhor as chances de eventos futuros.

Mudanças de pressão

A onda de calor começou em 26 de junho de 2021.

As altas temperaturas recordes anteriores quebraram uma após a outra, por enormes margens. Cabos de bonde derreteram em Portland, Oregon; pavimento empenado em toda a região. Antes de terminar, uma cidade na Colúmbia Britânica canadense empatou o Vale da Morte com a temperatura mais alta já registrada na América do Norte – 121 graus Fahrenheit.

Mas as condições haviam sido postas em movimento semanas antes. Usando dados coletados de satélites e no solo, os cientistas da UChicago começaram a recriar a sequência de eventos.

Eles descobriram que na semana anterior, um ciclone havia se formado sobre o Golfo do Alasca. Os ciclones são grandes sistemas em forma de espiral que se formam em torno de um centro de baixa pressão. (Pense nas nuvens espirais que você vê durante os furacões.) Quando as nuvens se formam a partir do vapor de água, o processo libera calor, que se acumula na atmosfera.

Então, à medida que o ciclone se afastava lentamente, desencadeou a formação de um anticiclone a leste – um sistema que gira lentamente em torno de um centro de alta pressão em vez de baixo. Estes são conhecidos como sistemas de "bloqueio" porque interrompem o movimento normal para leste dos sistemas climáticos. Um anticiclone bloqueador age como um cobertor, retendo o calor em uma região.
 
O resultado foi uma coluna de ar quente e estagnada que dificultava a saída do calor da superfície para a atmosfera superior, como normalmente acontece.

Os sistemas de bloqueio são bem conhecidos por causar ondas de calor nas latitudes médias, explicou Emily Neal, estudante de graduação em ciências ambientais da UChicago e primeira autora do artigo. "Mas este foi um evento de bloqueio extraordinariamente forte", disse Neal. "Nossa análise mostrou que o calor da coluna de ar dentro do sistema de bloqueio estava no topo de 0,01% de todos os eventos ao longo da mesma latitude no último meio século."

Os cientistas também esperam que sua pesquisa possa ajudar a preencher lacunas em nossa compreensão de como e por que as ondas de calor se formam. Eles observaram que a maioria dos estudos sobre ondas de calor examinou eventos no subcontinente europeu, que tem sua própria geografia e meteorologia únicas que podem não se aplicar em outros lugares.

Por exemplo, disse Neal, acredita-se que a umidade do solo seja um fator importante nas ondas de calor europeias. "Mas não achamos que isso estava em jogo aqui", disse ela. "Particularmente na Colúmbia Britânica, onde muito disso está ocorrendo, é um ambiente muito seco. Então isso significa que podemos estar olhando para um mecanismo diferente do que está na literatura comum."

Uma maneira melhor de projetar o futuro

O trabalho de detetive também é o primeiro teste do mundo real para uma estrutura desenvolvida pelo Prof. Nakamura para expor os mecanismos por trás de eventos climáticos atmosféricos de grande escala.

Normalmente, quando os cientistas realizam simulações climáticas, eles executam seu modelo no tempo por dezenas e centenas de anos e coletam estatísticas sobre a frequência e a intensidade dos eventos climáticos. Em seguida, eles alteram uma variável, como o nível de dióxido de carbono, e executam novamente a simulação e observam como as estatísticas mudam. Quando os cientistas usam esse método para prever a temperatura média da superfície e a precipitação no futuro, a maioria dos modelos tende a concordar. Mas quando eles tentam prever a frequência de eventos climáticos extremos, os modelos não convergem.

“Se você pedir a esses modelos para prever a frequência e a intensidade de futuros eventos extremos, como bloquear anticiclones, as respostas tendem a estar em todo o mapa”, disse Nakamura.

"Isso se deve à natureza fundamental da dinâmica atmosférica que afeta as estatísticas de maneira complexa", explicou. “As estatísticas são úteis para catalogar e descrever a sequência de eventos, mas é muito mais difícil ter certeza sobre a causa quando você está usando apenas essa abordagem”.

Em vez disso, ele disse: "Para realmente identificar a causação, você precisa de teoria dinâmica para poder entender por que isso está acontecendo".

Para esse fim, Nakamura e seu grupo passaram a última década trabalhando em dinâmica de fluidos e hidrologia por trás de eventos atmosféricos de grande escala e criando uma estrutura rigorosa que explica como funcionam os sistemas climáticos de latitude média.

Esse trabalho de base permitiu que eles identificassem o calor liberado pelo ciclone a montante como o principal impulsionador da onda de calor incomumente forte do Noroeste do Pacífico.

Nakamura disse que a estrutura pode complementar a abordagem estatística: "Esta ferramenta pode nos ajudar a entender quando os modelos não convergem, por que e quais coisas precisam ser corrigidas".

Isso é especialmente importante quando tentamos entender como as mudanças climáticas afetarão o mundo. Os cientistas temem que estejamos nos aproximando - ou já nos aproximamos - de um ponto de inflexão na alteração da atmosfera da Terra, após o qual eventos extremos se tornam muito mais prováveis. Outros estudos científicos estimaram que a magnitude da onda de calor do noroeste do Pacífico era “praticamente impossível” sem a mudança climática .

"Há uma maior urgência e interesse em entender as perspectivas de futuras ondas de calor", disse Nakamura. "Estamos ansiosos para começar a usar essa estrutura para dissecar dados de maneira significativa, para realmente ver os processos importantes e as forças motrizes por trás dos eventos.

“Como o mecanismo de aquecimento identificado neste trabalho envolve a condensação de vapor de água em nuvens, a intensidade do bloqueio atmosférico e das ondas de calor provavelmente aumentará no futuro, pois o clima mais quente permite que mais vapor de água esteja presente na atmosfera”, disse ele.

O outro autor do artigo, publicado na Geophysical Research Letters , foi Clare SY Huang, PhD.

 

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