Em junho de 2021, uma corrente de jato carregado de calor e energia caótica de um ciclone próximo parado sobre o noroeste do Pacífico. A massa de ar preso assou a paisagem já quente abaixo para um recorde de 49,6°C. Mais de 1000 pessoas morreram devido à exposição ao calor.
Os cientistas rapidamente começaram a trabalhar para descobrir quanto da culpa pela onda de calor poderia ser atribuída ao aquecimento global. Mas o calor era tão incomum, o clima tão estranho, que quebrou seus métodos. “Isso desafiou nossas técnicas, nossos modelos climáticos e nossos métodos de análise estatística”, diz Michael Wehner, cientista climático do Lawrence Berkeley National Laboratory que participa da iniciativa World Weather Attribution (WWA). A WWA finalmente emitiu uma declaração, descobrindo que a onda de calor era “virtualmente impossível” sem aquecimento global. Mas, Wehner admite, essa afirmação mascarou muitas dúvidas. “Nós meio que zombamos disso.”
Da próxima vez, ele e outros modeladores esperam fazer melhor.
Os críticos reclamam que a atribuição de eventos extremos, como o esforço é conhecido, enfatiza demais as comunicações públicas e subestima a incerteza. Mas novas abordagens prometem aumentar o rigor do campo e capturar com mais precisão a relação entre mudança climática e clima extremo – mesmo para eventos tão extremos que não há registro histórico para comparação.
Em um método existente, os pesquisadores usam modelos climáticos para simular décadas de história climática sob as condições atuais e em tempos pré-industriais, antes do aquecimento começar. ver se o aquecimento aumentou as chances do evento ocorrer. Em um segundo método, eles encurtam a escala de tempo e executam um modelo várias centenas de vezes sob condições atuais e pré-industriais para ver com que frequência o evento extremo ocorreria em cada mundo. Em um terceiro método, os pesquisadores forçam os modelos a recriar as condições atmosféricas reais registradas nos poucos anos que antecederam um evento, para então ver como elas se desdobram em mundos contrafactuais com menos aquecimento. Embora essa abordagem de “enredo” não mostre o quanto o aquecimento global tornou o evento extremo mais provável, ela oferece pistas de quão pior foi por causa do aquecimento.
Ao destacar como o lento processo de mudança climática pode afetar o clima perigoso, essas técnicas “revolucionaram nossa capacidade de comunicar as descobertas da ciência climática ao público”, diz Wim Thiery, cientista climático da Universidade Livre de Bruxelas. Os resultados estão cada vez mais sendo considerados como evidência em ações judiciais que buscam indenização por emissões de combustíveis fósseis e na pressão para que os países ricos paguem por seu papel no agravamento do aquecimento global. E os estudos levaram a novos insights, diz Wehner, por exemplo, mostrando que o aquecimento pode aumentar as inundações do furacão ainda mais do que o esperado e expondo como os modelos lidam mal causas locais de ondas de calor.
Mas esses esforços dependem de modelos climáticos com vieses conhecidos que muitas vezes não conseguem capturar os fenômenos climáticos locais detalhados por trás de uma onda de calor ou inundação. Como resultado, estudos de atribuição que concluem, por exemplo, que um evento foi 10,9 vezes mais provável devido ao aquecimento arriscar uma falsa precisão, diz Markus Donat, cientista climático do Centro de Supercomputação de Barcelona. “Não acho que esse fator de quantificação signifique nada.”
Por causa dessas críticas, a WWA não depende mais de um único modelo climático, diz Friederike Otto, climatologista do Imperial College London; em vez disso, ele usa um conjunto de modelos para comparar eventos extremos em climas pré-industriais e de efeito estufa. O grupo também padronizou como define e categoriza um evento extremo, uma escolha que é crítica ao procurar e contabilizar eventos semelhantes nos modelos.
No entanto, esses métodos ainda falham com o clima tão extremo que parece sem precedentes, como a onda de calor do Noroeste do Pacífico. Esse clima não sinaliza necessariamente um novo estado climático; o clima é tão caótico que mesmo séculos de registros podem perder o que é possível, diz Laura Suarez-Gutierrez, cientista climática que estuda extremos de calor no Instituto Max Planck de Meteorologia. “Nossa gama de eventos que podemos ver no mundo real é muito limitada.”
Um método chamado “reforço de conjunto” descrito no mês passado na reunião anual da União Europeia de Geociências (EGU) poderia ajudar os modeladores a dissecar eventos tão singulares. Uma equipe liderada por Erich Fischer, modelador climático da ETH Zürich, executou um modelo climático várias vezes, procurando extremos de calor semelhantes à onda de calor de 2021. Em alguns casos, o modelo produziu uma onda de calor semelhante ao evento real, embora não tão extrema. A equipe pegou esses outliers e rebobinou o modelo, perturbando as condições atmosféricas algumas semanas antes da onda de calor para introduzir mais caos e ver se eles poderiam produzir eventos mais parecidos com o real. “Estamos tentando levar o modelo ao estado mais extremo”, diz Fischer. Em pesquisas futuras, diz ele, os modeladores poderiam criar um conjunto de cenários artificiais para atmosferas atuais e pré-industriais. Então eles poderiam analisar esses valores discrepantes e dizer se o aquecimento global piorou a onda de calor.
Outras técnicas dispensam completamente os modelos. Davide Faranda, cientista climático da Universidade de Paris-Saclay, compara registros recentes de pressão atmosférica ao nível do mar com registros de 1950 a 1979, quando o aquecimento estava apenas começando. Ele diz que esses análogos de pressão refletem fluxos de ar em grande escala que podem levar a eventos extremos, como a onda de calor do Noroeste do Pacífico. O método garante que as comparações sejam semelhantes, ao contrário das técnicas de modelo, que às vezes podem depender de comparações de chuvas regionais, que podem ter diversas causas – uma tempestade ou um furacão, por exemplo. E identifica quando um evento climático é realmente novo, resultante de fluxos de pressão caóticos não vistos em registros anteriores – o que torna estatisticamente impossível dizer se a mudança climática tornou o evento mais provável. Em um preprint postado em fevereiro, Faranda e colegas aplicaram o método a mapas de pressão que levaram a uma série de extremos de 2021, incluindo inundações na Alemanha. Eles descobriram que as chuvas de eventos extremos semelhantes aumentaram nos tempos modernos, um sinal de que o aquecimento piorou as inundações.
Por fim, um grupo de pesquisadores, liderado por Nicholas Leach, estudante de pós-graduação da Universidade de Oxford, aposta que modelos detalhados de previsão do tempo pode dar uma imagem mais precisa do papel do aquecimento global no clima do que modelos climáticos mais grosseiros. Eles simularam a onda de calor do Noroeste do Pacífico de 2021 com o modelo líder mundial do Centro Europeu de Previsões do Tempo de Médio Prazo. Depois de reduzir os níveis de dióxido de carbono e remover o calor gerado pelo homem do oceano, o modelo reproduziu uma onda de calor semelhante, embora os máximos fossem 2°C mais frios do que no evento real, a equipe relatado no mês passado na reunião da EGU. As muitas execuções do modelo para cada cenário permitirão avaliar se as mudanças climáticas tornaram a onda de calor mais provável. Mas a declaração da WWA de que o evento era “praticamente impossível” sem aquecimento foi provavelmente um exagero, diz Leach. “Não encontramos isso em nosso modelo.”
Esses avanços estão incentivando as agências governamentais a avançar para os estudos de atribuição. A Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, por exemplo, financiou um estudo piloto sobre atribuição rápida usando seu modelo de previsão operacional e modelos climáticos. O esforço procurará desvendar a influência não apenas do aquecimento global, mas também de padrões climáticos de grande escala, como o El Niño. Thiery pode ver um dia em que os meteorologistas podem incorporar uma atribuição como a de Leach em seu trabalho diário. “Você pode imaginar um meteorologista dizendo que essa onda de calor está chegando e está 2°C mais quente por causa das mudanças climáticas.”
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