A mudança climática em curso impulsionada pelas emissões de gases de efeito estufa é frequentemente discutida em termos de aquecimento médio global. Por exemplo, o histórico Acordo de Paris busca limitar o aquecimento global a 1,5 ?C, em relação aos níveis pré-industriais. No entanto, a extensão do aquecimento futuro não será a mesma em todo o planeta. Uma das diferenças regionais mais claras na mudança climática é o aquecimento mais rápido sobre a terra do que sobre o mar. Essa “amplificação terrestre” do aquecimento futuro tem implicações no mundo real para entender e lidar com as mudanças climáticas

Um novo artigo que estuda a amplificação terrestre se concentra em como os registros geoquímicos do clima passado na terra e na superfície do mar permitem que os cientistas prevejam melhor até que ponto a terra vai aquecer mais do que os oceanos - e também ficará mais seco - devido aos gases de efeito estufa atuais e futuros. emissões.

"A ideia central do nosso estudo foi olhar para o passado para prever melhor como o aquecimento futuro se desenrolará de maneira diferente na terra e no mar", diz Alan Seltzer, cientista assistente do Departamento de Química Marinha e Geoquímica da Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI ) e o principal autor do artigo.

“Uma das razões pelas quais a compreensão da amplificação terrestre é importante é que, no futuro aquecimento global, a magnitude do aquecimento que o planeta experimentará não será a mesma em todos os lugares”, diz Seltzer. “Adicionar uma base sólida às simulações de modelos climáticos , enraizada em observações do clima passado e da física básica, pode nos dizer como as diferenças regionais no aquecimento atual e futuro”. Seltzer observa que a amplificação terrestre (TA) é análoga à "amplificação polar", uma previsão de modelos climáticos de que latitudes mais altas experimentarão mais aquecimento do que latitudes baixas.

Embora os registros observacionais modernos sejam ruidosos devido a grandes variações ano a ano impulsionadas por outras partes do sistema climático, a previsão de maior aquecimento sobre as superfícies terrestres agora é aparente nos dados climáticos desde a década de 1980 . Os impulsionadores dessa amplificação terrestre foram associados a mudanças na umidade da terra e do mar, por meio de uma teoria desenvolvida por cientistas do clima na última década . Este novo estudo, publicado na quarta-feira na revista Science Advances , “usa dados paleoclimáticos pela primeira vez para avaliar a teoria de como as superfícies terrestres e marítimas serão afetadas pelo aquecimento futuro”, diz Seltzer. “A pesquisa nos dá mais certeza na forma como os modelos preveem mudanças regionais no aquecimento futuro”.

O artigo investiga a amplificação terrestre durante o Último Máximo Glacial (LGM) – que ocorreu há cerca de 20.000 anos – nas baixas latitudes, que eles definem como 30?S–30?N. É nessas latitudes, dizem os autores, que a base teórica da AT é mais aplicável. Os autores basearam-se em novas compilações de registros paleoclimáticos em terra e na superfície do mar para estimar a magnitude da TA no LGM, para comparar com simulações de modelos climáticos e expectativas teóricas. Esforços para entender melhor como os continentes estavam frios no LGM são um foco contínuo da pesquisa de Seltzer no WHOI, e este novo artigo se baseia um estudo recente que usou insights de gases dissolvidos presos em águas subterrâneas antigas como um termômetro para a superfície da terra no passado.

Os autores estenderam uma teoria termodinâmica para amplificação terrestre baseada em mudanças acopladas na energia estática úmida (a energia potencial representada pela temperatura, teor de umidade e elevação de uma parcela de ar) entre a terra e o mar. No LGM, quando o nível do mar estava 120 metros abaixo do atual devido ao crescimento de grandes mantos de gelo em terra, a superfície do mar estava ligeiramente mais quente e mais úmida do que estaria sem uma mudança no nível do mar. Ao levar em consideração esse efeito e com base nos registros paleoclimáticos, os autores puderam comparar diretamente a amplificação terrestre do passado com as previsões futuras.

O artigo observa que, embora os mecanismos subjacentes à AT sejam bem compreendidos como decorrentes de diferenças termodinâmicas fundamentais entre o ar úmido sobre o oceano e o ar mais seco sobre a terra, vários fatores - variabilidade natural, limitações observacionais, atrasos térmicos e forçantes não-CO 2 — já haviam impedido uma estimativa precisa da AT do aquecimento do século XX. “Restringir o alcance da amplificação terrestre ajudará em previsões futuras de mudanças climáticas em baixa latitude, com relevância tanto para o estresse térmico quanto para a disponibilidade de água”, afirma o artigo.

O co-autor Pierre-Henri Blard diz que o artigo é um "passo à frente para a ciência do clima" e será significativo para outros campos científicos e para o público em geral. "Mostramos que um modelo simples, envolvendo umidade e mudanças no nível do mar, descreve de forma robusta a amplificação das mudanças de temperatura no continente - em latitudes baixas e médias em qualquer escala de tempo - como sendo 40% maior do que no oceano. Este resultado é importante porque enquanto a maioria dos arquivos paleoclimáticos estão localizados no oceano, o presente e o futuro da humanidade dependem crucialmente de nosso conhecimento dos climas continentais."

A pesquisa é importante "porque nos ajuda a entender o histórico climático da Terra e como relacioná-lo com nossos modelos e expectativas para o futuro", diz o co-autor Steven Sherwood. "[O artigo] deve esclarecer quaisquer equívocos de que a terra e o oceano esquentam ou esfriam na mesma taxa em climas diferentes - sabemos o contrário e devemos usar esse conhecimento. As implicações para o futuro são que os continentes da Terra continuarão a aquecer mais rápido do que o oceanos à medida que o aquecimento global continua, até chegarmos ao zero líquido e pararmos com isso”.

A co-autora Masa Kageyama diz que considera o artigo importante "porque aborda uma característica onipresente nas projeções de mudanças climáticas, produzidas por modelos climáticos complexos: os continentes aquecem mais que os oceanos. Neste artigo, analisamos essa característica para uma mudança climática , do último máximo glacial até o presente, cuja amplitude é da mesma ordem de grandeza do aquecimento esperado nos próximos séculos."

“É notável que reconstruções de temperatura tropical, modelos climáticos de última geração e uma teoria simples baseada nas mudanças acopladas de umidade e calor nos continentes e oceanos convergem para fornecer uma estimativa robusta da amplificação terrestre”, diz Kageyama. . "A meu ver, isso fortalece as projeções para mudanças climáticas futuras e, ao mesmo tempo, traz uma nova compreensão das mudanças climáticas passadas”.