Notícia

Por que precisamos de modelos mais precisos para o tempo e o clima?

Fonte

ETH de Zurique | Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

sábado, 14 agosto 2021 07:00

Áreas

Ciência Ambiental. Clima. Modelagem Ambiental. Mudanças Climáticas.

Os modelos são cruciais para as ciências do tempo e do clima. Sem os modelos atuais, previsões meteorológicas confiáveis ​​para além de amanhã seriam quase impossíveis, e teríamos apenas uma vaga ideia do que o aquecimento global nos reserva.

No recém-iniciado projeto de pesquisa EXCLAIM, do qual fazem parte pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH de Zurique), na Suíça, os cientistas pretendem aproveitar essa conquista e desenvolver a próxima geração de modelos de tempo e clima. Os novos modelos proporcionarão uma resolução muito maior dos processos-chave na atmosfera e nos oceanos. Trabalhando no Centro de Modelagem de Sistemas Climáticos (C2SM), a equipe de pesquisa criará o modelo e a infraestrutura de dados que permitirá simular tempestades e nuvens em escala global. Isso levará a previsões meteorológicas mais confiáveis ​​e projeções climáticas mais precisas.

A aposta está correta?

Mas isso também levanta questões. Já não se sabe o suficiente sobre as mudanças climáticas? Qual é a vantagem de tornar a previsão do tempo apenas um pouco melhor? Vale a pena o enorme esforço?

Na verdade, já se sabe com grande certeza que os humanos são responsáveis ​​pela maior parte do aquecimento que observamos. Compreendemos a relação entre as emissões de CO₂ e a temperatura com relativa precisão e reconhecemos que precisamos reduzir as emissões de CO2 a zero líquido nas próximas décadas para cumprir as metas climáticas de Paris. Nosso entendimento dessas questões já é suficiente para derivar recomendações de políticas claras.

No entanto, existem muitos outros aspectos da mudança climática que não se conhece bem. Por exemplo, tem-se uma compreensão insuficiente de como os sistemas meteorológicos e de tempestades se desenvolverão no futuro, se os ciclones tropicais se tornarão mais frequentes e como as nuvens e a precipitação mudarão. Essas limitações têm muito a ver com o fato de que os modelos climáticos de hoje  são simplesmente muito ‘confusos’ em muitos aspectos: eles simplesmente não identificam adequadamente esses fenômenos e processos.

Esclarecendo processos fundamentais

Os modelos climáticos colocam uma ‘grade’ sobre a Terra ou oceano e calculam o estado da atmosfera para cada célula; isso ajuda a compreender e prever melhor o tempo e o clima. Quanto menor for a célula da ‘grade’, maior será a resolução. Os modelos climáticos globais atuais normalmente têm células de grade com uma largura de cerca de 100 km².

Como resultado, esses modelos não resolvem processos-chave na atmosfera ou no oceano, particularmente processos que ocorrem em uma escala de apenas alguns quilômetros, como nuvens e tempestades. Isso obriga os cientistas a estimar a influência desses processos indiretamente, por meio de parametrizações, o que leva à incerteza nas previsões, já que as nuvens e as tempestades determinam não apenas nosso clima diário, mas também são cruciais para o clima.

Para quantificar com mais exatidão quanta precipitação cairá um dia e como as nuvens afetarão as mudanças climáticas, é necessário simular a dinâmica desses processos de acordo com as leis da física, em vez de parametrizá-los. Os cientistas esperam poder romper esse desafio da parametrização com os modelos de alta resolução que serão desenvolvidos no projeto EXCLAIM.

Visão melhorada do futuro

Devido à resolução mais alta, esses [novos] modelos irão aprimorar a visão do futuro. Isso ajudará os cientistas de duas maneiras: primeiro, eles serão capazes de determinar com mais precisão as médias meteorológicas para o futuro. Isso vai melhorar as projeções climáticas. E, em segundo lugar, serão obtidas informações mais confiáveis ​​sobre a variação futura em torno desse meio. Como as tempestades e inundações recentes nos lembraram, é a mudança do tempo, e particularmente seus extremos, que mais nos desafiarão à medida que o clima continua esquentando.

Dessa forma, previsões meteorológicas mais confiáveis ​​e simulações climáticas mais precisas ajudarão a reduzir os riscos para a sociedade e sua infraestrutura. Quanto melhor forem compreendidos os impactos do clima, melhor podemos nos adaptar a eles. Não resta dúvida de que, além da redução das emissões, haverá a necessidade de adaptação a um clima em mudança. Mesmo se a meta de 2 ^oC for atingida, países continuarão a aquecer significativamente: no final do século, é provável que seja mais de 3 ^oC mais quente do que nos tempos pré-industriais.

Grande benefício para a sociedade

O projeto não funciona isoladamente: os cientistas estão desenvolvendo os novos modelos e, particularmente, suas aplicações concretas, em estreita cooperação com parceiros de projeto. Em relação à parte do projeto desenvolvida no ETH de Zurique, um exemplo são os cenários climáticos suíços que a universidade e a MeteoSwiss criam regularmente. O projeto EXCLAIM desenvolverá uma configuração de modelo de alta resolução para a região alpina para simular eventos extremos, como precipitação intensa, secas e ondas de calor com maior certeza no futuro. Isso significa que esses cenários podem garantir que os recursos para medidas de adaptação sejam implantados de forma otimizada.

Claro, até mesmo os novos modelos terão seus limites. Mas, ao resolver melhor muitos processos fundamentais, pode-se validar melhor esses modelos com observações e, consequentemente, refiná-los em um processo contínuo. Isso beneficiará não apenas a pesquisa, mas também a sociedade. E os cientistas têm certeza que valerá a pena o trabalho.

Acesse a notícia completa na página o ETH de Zurique (em inglês).

Fonte: Professor Dr. Nicolas Gruber, ETH de Zurique. Imagem: NASA.