Uma investigação recente sobre a Circulação Meridional do Atlântico revela a complexidade e a imprevisibilidade do sistema climático, desafiando a noção de sinais de alerta precoce e simples para desastres climáticos. O estudo sublinha a importância de abraçar a intrincada dinâmica dos sistemas climáticos e a necessidade de uma abordagem integrada à ciência climática.
A nova modelagem matemática da Virada Meridional do Atlântico – um sistema de correntes oceânicas – mostra maior complexidade do que se pensava anteriormente.
Uma equipa internacional de cientistas alertou contra o facto de a natureza fornecer indicadores simples de “alerta precoce” de uma catástrofe climática, à medida que novos modelos matemáticos mostram novos aspectos fascinantes da complexidade da dinâmica do clima.
Isto sugere que o sistema climático pode ser mais imprevisível do que se pensava anteriormente.
Ao modelar a circulação meridional do Atlântico, um dos principais sistemas de correntes oceânicas, a equipe que incluiu matemáticos da Universidade de Leicester descobriu que a estabilidade do sistema é muito mais complexa do que simples estados “ligados” como anteriormente assumidos. As mudanças entre estes estados podem levar a grandes mudanças no clima regional da região do Atlântico Norte, ainda que muito longe dos impactos massivos de uma transição entre os estados qualitativamente diferentes.
Mas algumas destas pequenas transições poderão eventualmente aumentar a escala e causar uma grande mudança entre os estados qualitativamente diferentes, com enormes impactos climáticos globais. Os sinais de alerta precoce podem não ser capazes de distinguir o grau de gravidade dos pontos de inflexão que se seguem. Como uma torre de blocos de Jenga, a remoção de alguns blocos pode afetar a estabilidade do sistema, mas não podemos ter certeza de qual bloco fará com que todo o sistema desmorone.
Professor Valerio Lucarini da Escola de Ciências Matemáticas e da Computação da Universidade de Leicester. Crédito: Universidade de Leicester
Publicação e importância das descobertas
Suas descobertas foram publicadas recentemente em Avanços da Ciência em um artigo liderado pelo Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague.
A circulação meridional do Atlântico é uma das características fundamentais mais importantes do sistema climático. Transporta calor das latitudes baixas para as altas no Atlântico Norte, por isso ajuda a criar anomalias térmicas positivas no norte e oeste da Europa e na região do Atlântico Norte a favor do vento. Uma desaceleração da circulação resultaria em um resfriamento relativo nesta região.
Desafios na previsão climática
Prever o comportamento do nosso clima, como na circulação meridional do Atlântico, é um desafio devido à sua incrível complexidade. Os cientistas precisam de um modelo com a maior resolução possível ou tentam entender seu comportamento usando um modelo que consuma menos recursos e que permita análises estatísticas rigorosas.
O professor Valerio Lucarini, da Escola de Ciências Matemáticas e da Computação da Universidade de Leicester, disse: “Dentro de cada estado, há uma multiplicidade de estados próximos. Dependendo de onde ou o que você está observando, você poderá encontrar alguns indicadores de proximidade do colapso. Mas não é óbvio se este colapso será limitado aos estados vizinhos ou conduzirá a uma grande convulsão, porque os indicadores reflectem apenas as propriedades locais do sistema.
“Estes estados são as diferentes formas como a circulação meridional do Atlântico se organiza em grandes escalas, com implicações fundamentais para o clima global e especialmente regionalmente no Atlântico Norte. Em alguns cenários, a circulação poderá atingir um “ponto de viragem”, onde o sistema deixará de ser estável e entrará em colapso. Os indicadores de alerta precoce dizem-nos que o sistema pode estar a saltar para outro estado, mas não sabemos até que ponto será diferente.
“Numa investigação separada, vimos algo semelhante ocorrendo em registros paleoclimáticos: quando você muda sua escala de tempo de interesse – assim como uma lente de ampliação – você pode descobrir características distintas em escala cada vez menor que são indicativas de modos concorrentes de operação do clima global. . Os registos paleoclimáticos dos últimos 65 milhões de anos permitiram-nos fornecer uma nova interpretação da evolução climática durante esse período de tempo e revelar estes múltiplos estados concorrentes.
“Este estudo abre caminho para observar o clima através das lentes da mecânica estatística e da teoria da complexidade. Estimula realmente uma nova perspectiva sobre o clima, na qual é necessário reunir simulações numéricas complexas, evidências observacionais e teoria numa mistura inevitável. Você tem que apreciar e endossar essa complexidade. Não há atalho nem almoço grátis na nossa compreensão do clima, mas estamos aprendendo muito com isso.”
Financiamento: Programa-Quadro Horizonte 2020, Danmarks Frie Forskningsfond, Conselho Europeu de Investigação
