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Como estarão a Antártica e o Oceano Austral em 2070?

 

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Foto: Iceberg no Setor Atlântico do Oceano Austral. OPERANTAR XXXIII. Natalia Ribeiro

Apesar de ser uma das regiões mais remotas do planeta, a Antártica está completamente acoplada ao restante do sistema climático terrestre. As teleconexões oceânicas e atmosféricas se comunicam com as variações do clima das baixas às altas latitudes, influenciando a atmosfera polar, a estabilidade das plataformas de gelo, o gelo marinho e a própria biosfera. Dada a influência da Antártica e do Oceano Austral no aumento do nível do mar, clima e ecossistemas marinhos em geral, mudanças na região trazem consequências generalizadas para o planeta e para a humanidade. Por conta da situação política do continente e do oceano, que são divididos e regulados por um conjunto de países através do Tratado Antártico, todas as decisões dependem de esforço global e, portanto, estão idealmente atreladas aos interesses de todos e não somente a uma nação. Dessa forma, as decisões tomadas no presente, serão as responsáveis por como será o mundo do futuro para as crianças de hoje.

Em um estudo publicado recentemente na revista Nature, pesquisadores discutem dois cenários sob a perspectiva de um observador do futuro, baseado nas decisões tomadas 50 anos antes. (1) No primeiro cenário, as emissões de gases do Efeito Estufa não foram controladas, o clima segue esquentando e as decisões tomadas para responder às mudanças climáticas foram inefetivas de forma geral. (2) No segundo cenário, ações ambiciosas foram tomadas para limitar as emissões de gases do Efeito Estufa e para estabelecer políticas que reduzissem a pressão antropogênica sobre o ambiente. Para desenvolver esses cenários foram utilizados dados quantitativos de modelos climáticos para variáveis físicas e químicas e, quando não era possível (ex. avaliação da situação dos sistemas biológicos e sociais), foi feita uma análise heurística, baseada no entendimento dos processos e respostas conhecidas de mudanças passadas.

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Fig. 1 | Antártica e Oceano Austral em 2070, sob os cenários de “baixas emissões/ações efetivas (esquerda) e “altas emissões/ações fracas” (direita).

(1) Antártica em 2070 sob altas emissões, segundo nosso viajante do futuro:

“Observando os 50 anos anteriores, fica claro que os últimos 50 anos se desenvolveram de acordo com o esperado pelo 5˚ Relatório do IPCC (2013). A demanda por alimentos e energia aumentou devido ao crescimento populacional e foi suprida por intensa atividade agrícola, principalmente sustentada por combustíveis fósseis e desmatamento. Isso, aliada à falta de regulação das emissões, acabou por aumentar ainda mais as emissões de gases de efeito estufa.

A temperatura média do ar já é mais de 3.5˚C mais alta que no fim do século XIX, o que excede os 2˚C recomendados pelos acordos climáticos internacionais (como o Acordo de Paris). A temperatura do Oceano Austral aumentou 1.9˚C o que, aliada à dessalinização por conta do aumento da precipitação, causou profundas mudanças na circulação dos oceanos e colapso de plataformas de gelo tanto do oeste como do leste da Antártica. Os icebergs gerados são cuidadosamente monitorados por conta do aumento do tráfego de navios na área, tanto de turismo como navios de pesca e navios comerciais. A melhora do acesso ao continente, aumentou consideravelmente a pesca. Rapidamente a sobrepesca de algumas espécies base alterou as cadeias tróficas, diminuindo o número de predadores de topo (como os pinguins) e ferindo a biodiversidade da região. Espécies invasoras no continente, especialmente de plantas, também são uma realidade.

O aumento do nível do mar já causa mais de 1 trilhão de dólares de prejuízo por conta de 27 cm de aumento, e as taxas esperadas para os próximos anos consideram um aumento de 10m irreversível, números similares ao último período de deglaciação da Terra.

As alianças começam a dar sinais de desgaste. Muitas discussões sobre criação de espécies marinhas e, principalmente, mineração, e como esses recursos poderiam ser divididos entre as nações causam conflitos que parecem ser irreversíveis. A conservação vai perdendo a importância e a Antártica hoje é tratada como um Parque Nacional ou reserva ambiental, vivendo precariamente do balanço entre turismo, lucro possível e conservação da biodiversidade.”

(2) Antártica em 2070 sob baixas emissões, segundo nosso viajante do futuro:

“Embora as perspectivas de ação global eficaz para mitigar as emissões parecessem sombrias em 2015, a subsequente ratificação do acordo climático das Nações Unidas em Paris (Acordo de Paris) por 196 países, anunciou uma nova era de cooperação internacional para reduzir as emissões de gases de efeito estufa. A redução mais rápida do que o previsto nos custos das energias renováveis ​​desencadeou uma rápida transição do carvão. Um aumento na magnitude e frequência de eventos climáticos extremos que afetam grandes populações e economias destacou a vulnerabilidade generalizada e convenceu os tomadores de decisão a aumentar sua ambição de reduzir as emissões de gases de efeito estufa, com o forte envolvimento de cidades, regiões e empresas. Como resultado dessas políticas, a ampliação dos feedbacks de carbono não foi acionada, e estamos agora no caminho para manter o aquecimento bem abaixo da meta de 2°C. Novos caminhos financeiros ajudaram a criar um mercado de carbono funcional e equitativo, que é um incentivo para a rápida transição para uma economia de baixo carbono. Líderes empresariais e gestores de fundos começaram a apreciar as oportunidades financeiras e outros co-benefícios da transição associada à descarbonização, e as novas tecnologias permitiram o sequestro seguro e eficiente e, por fim, a remoção de gases de efeito estufa da atmosfera. O amplo reconhecimento dos perigos do uso irrestrito de combustíveis fósseis inspirou mudanças nos padrões de consumo no mundo desenvolvido, incluindo mudanças em dietas baseadas em plantas mais sustentáveis ​​e mudanças na agricultura e práticas de uso da terra. A disponibilidade de energia renovável de baixo custo permitiu que os países em desenvolvimento fornecessem energia acessível e diminuíssem a pobreza.

A temperatura do ar e demais aspectos da atmosfera, como o padrão de ventos, se mantiveram muito similares aos padrões de 50 anos atrás. As tendências de aquecimento e dessalinização no Oceano Austral observadas no início do século XXI foram se reduzindo até reverterem entre 2020 e 2050. As plataformas de gelo ficaram menos expostas às águas quentes, mas essa mudança não aconteceu rápido o suficiente para preservar as plataformas do oeste da Antártica. Quanto às plataformas do leste da Antártica, mais volumosas, estas se mantiveram relativamente intactas. O aumento do nível do mar foi de 6cm e continua principalmente sendo derivado da expansão térmica. O gelo marinho também retraiu, mas apenas 15%.

Em relação à biodiversidade, a estrutura continua muito parecida com a de 50 anos atrás e as espécies invasoras continuam controladas, principalmente porque a relativa estabilidade da  temperatura manteve o ambiente inóspito para as espécies que dominam os outros continentes. As ações mitigatórias também foram efetivas em diminuir a taxa de acidificação dos oceanos, preservando a biodiversidade dependente de cálcio e aragonita.

Como reflexo dos bons resultados do Acordo de Paris e motivadas por uma apreciação mais clara das ameaças à região e o valor global de uma melhor compreensão da Antártica e suas ligações com latitudes mais baixas, as nações envolvidas reafirmaram o compromisso de manter a Antártida como uma reserva natural para a paz e ciência.”

E o presente?

Os dois cenários são altamente especulativos e, segundo os autores, a intenção do estudo prioriza mais catalisar a discussão do que fazer previsões diretas para o futuro. A principal lição é que as escolhas feitas na próxima década irão determinar que trajetória seguiremos enquanto humanidade e que, apesar de o caminho da preservação e mitigação não ser fácil, ele é possível.

 

 

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Referências

Rintoul, S.; Chown, S.; Deconto, R.; England, M.; Fricker, H.; Masson-Delmotte, V.; Naish, T.; Siegert, M. and  J. Xavier. 2018. Choosing the future of Antarctica. Nature, 558, 233 – 241.

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Como se formam os furacões e porque eles podem se tornar mais frequentes e mais destrutivos.

Harvey, Irma, José, Kátia, Maria… A temporada dos furacões e tempestades tropicais do Atlântico 2017 veio com muito intensidade e potencial destrutivo, atingido principalmente as ilhas caribenhas, mas também partes dos Estados Unidos. Essa temporada tem chamado a atenção não somente pela quantidade de furacões, mas também pela intensidade deles e pelo seu tamanho. Pela primeira vez desde 2010, três furacões de alto potencial destrutivo estiveram ativos ao mesmo tempo no Oceano Atlântico (Ver figura abaixo); um deles, Irma, atingiu o continente com categoria 5 na escala Saffir-Simpson (ver Infográfico) com área de ação maior que o estado do Texas. O rastro de destruição deixados por esses furacões, em especial Harvey e Irma, é similar à temporada de 2005 quando os furacões Katrina e Wilma protagonizaram a maior destruição já registrada ao atingirem à Louisiana e o Caribe, respectivamente.

Os recentes eventos levantam o questionamento se a frequência e intensidade desses fenômenos seria considerada normal. Para discutir isso, o blog Cientistas Feministas explica como se formam os furacões e como o aquecimento global pode estar fortalecendo e aumentando a ocorrência desses fenômenos.

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Registro dos três furacões ativos no Oceano Atlântico na temporada de 2017. Fonte: National Hurricane Center, NOAA.

 

Como se formam os furacões?

Furacões são as tempestades mais violentas do nosso planeta e, como necessitam de calor para se formarem, normalmente ocorrem na região equatorial. Eles são classificados em cinco categorias em uma escala chamada Saffir-Simpson que levam em consideração a pressão medida no centro do fenômeno, velocidade dos ventos e tempestades provocadas pelo furacão¹.

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Infográfico da Escala Saffir-Simpson comparando com os ventos esperados para o furacão Irma. Fonte: BBC Brasil.

Os ingredientes básicos para a formação de um furacão são:

1) Ar quente e úmido como combustível || Os furacões se alimentam da água quente do oceano superficial e é por isso que somente se formam em regiões tropicais e equatoriais onde as águas oceânicas estão acima dos 26°C nos primeiros 50m de profundidade.

2) Vento || No caso dos furacões do oceano Atlântico, os ventos de leste para oeste que vêm da África na região equatorial são os responsáveis pela formação dessas estruturas. Quando em contato com a superfície do oceano quente, a água evapora e sobe. Esse vapor de água se resfria à medida que ganha altura, condensando novamente em gotículas de água e, eventualmente, formando as conhecidas nuvens de tempestade cumulonimbus.

Como o ar quente, mais leve, se moveu para cima, há menos ar deixado perto da superfície do oceano, gerando uma baixa pressão. O ar das áreas circundantes de maior pressão é “empurrado” para a área de baixa pressão. Então, esse ar “novo” aquece, fica mais úmido e também sobe. É dessa forma que as tempestades se formam: à medida que mais ar quente continua a subir, o ar circundante se arrasta para tomar seu lugar e, conforme o ar aquecido e úmido se eleva e esfria, o vapor d’água condensa formando mais nuvens. Todo o sistema de nuvens e vento gira (por conta do efeito de rotação da Terra) e cresce, alimentado pelo calor do oceano e água evaporando da superfície. Conforme o sistema vai girando mais rápido um olho com pressão bastante baixa se forma no centro para onde o ar das pressões mais alta flui enquanto a tempestade gira. Quando os ventos atingem 62 km/h, a tempestade é chamada de tempestade tropical. E quando as velocidades do vento atingem 119 km/h, a tempestade é oficialmente um furacão.

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À esquerda, um esquema feito pela NASA de um furacão, como se ele tivesse sido fatiado na horizontal. As setas vermelhas finas mostram o ar subindo da superfície do oceano e formando as camadas de nuvens ao redor do olho. As setas azuis representam o ar já resfriado e seco de alta pressão fluindo para o olho entre as nuvens. As setas vermelhas largas mostram o giro do cone de nuvens em ascensão.

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À direita uma imagem de satélite do Furacão Irma fornecida pelo NOAA Satellite and Information Service.

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Enquanto estiverem sobre o oceano superficial de águas quentes, os furacões irão crescer e aumentar sua velocidade. Esses sistemas geralmente se enfraquecem quando atingem a terra, porque já não estão sendo “alimentados” pela energia das águas quentes dos oceanos. No entanto, muitas vezes se movem para o interior, causando destruição por conta dos fortes ventos e grandes volumes de chuva antes de se desfazerem completamente².

Mudanças Climáticas vs Eventos Extremos

Já existe consenso entre a comunidade científica no sentido de que o aquecimento global levará, em tempo, à intensificação e ao aumento da frequência de eventos extremos, como enchentes, deslizamentos, secas, ondas de calor e furacões³. Já falamos um pouco sobre isso no último Dia Mundial dos Oceanos.

No caso da presente temporada de furacões do Atlântico, além do impacto do aquecimento global, é preciso analisar outros fatores que influenciam na formação dos furacões nessa região. Em anos de El Niño, fenômeno de aquecimento anômalo das águas do oceano Pacífico equatorial, os furacões tendem a aumentar sua incidência no Pacífico e reduzir sua frequência no Atlântico. Como nesse ano de 2017 não estamos em um ano de El Niño, é preciso também levar isso em consideração ao caracterizar a intensidade desses fenômenos².

De qualquer modo, a formação dos furacões e sua intensidade estão intimamente ligadas às temperaturas superficiais dos oceanos que aumentaram significativamente nas últimas décadas e continuarão aumentando pelo menos até o fim do século4. Um oceano mais quente tende a formar furacões em maior número e de maior intensidade. A série histórica do National Hurricane Center já mostra que houve um aumento nos furacões mais intensos e que a frequência dos furacões observada em 2017 não é normal, mas também não pode mais ser considerada uma exceção, visto que essa situação se repete a cada 15 anos em média².

O aumento na frequência e força desses fenômenos até que deixem de ser extremos e passem à chamada “condição normal” é uma das consequências diretas das mudanças climáticas de maior impacto econômico. Mais pesquisas são necessárias para que se quantifique a relação entre o aquecimento global e os furacões, mas as evidências já apontam para a necessidade imediata de mitigação dos efeitos das mudanças climáticas e controle de emissões de gases do efeito estufa a fim de evitar um futuro cenário catastrófico.

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Referências:

¹ What are Hurricanes? NASA knows series. https://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-are-hurricanes-k4.html

² Tropical Cyclone Climatology, National Hurricane Center, NOAA, USA. http://www.nhc.noaa.gov/climo/

3 From, A. Explaining Extreme Events of 2014. 2015. Bulletin of the American Meteorological Society, 96 (12).

4 Change, IPCC Climate. 2013. The physical science basis. Contribution of working group I to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change, 1535 pp.

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