Dados de satélite e oceano revelam aumento acentuado na taxa de aquecimento da Terra

Temperatura dos oceanos bate recorde e é a maior da história.

Este desequilíbrio de energia da Terra (EEI), levou ao aumento da temperatura média global, aumento do nível do mar, aumento do aquecimento do oceano e derretimento da neve e do gelo marinho.

O desequilíbrio de energia da Terra (Earth’s Energy Imbalance – EEI) é uma diferença relativamente pequena (atualmente ± 0,3%) entre a radiação solar média global absorvida e a radiação infravermelha térmica emitida para o espaço.

A EEI é definida por forças climáticas naturais e antropogênicas e pela resposta do sistema climático a essas forças. Também é influenciado por variações internas no sistema climático. A maior parte da EEI aquece o oceano; o restante aquece a terra, derrete o gelo e aquece a atmosfera.

A pesquisa mostra que cada satélite independente e observações in situ relatam aumentos decadais estatisticamente indistinguíveis em EEI de meados de 2005 a meados de 2019 de 0,50 ± 0,47 W m -2 década -1(Intervalo de confiança de 5% a 95%). Esta tendência é principalmente devido a um aumento na radiação solar absorvida associada à diminuição da reflexão por nuvens e gelo marinho e uma diminuição na radiação de onda longa de saída (ROL) devido a aumentos nos gases traço e vapor de água. Essas mudanças combinadas excedem uma tendência positiva no ROL devido ao aumento das temperaturas médias globais.

O clima é determinado pela quantidade de energia solar que a Terra absorve e pela quantidade de energia que a Terra libera por meio da emissão de radiação infravermelha térmica. A soma deles determina se a Terra aquece ou esfria. Aumentos contínuos nas concentrações de gases de efeito estufa bem misturados na atmosfera e as escalas de tempo longas necessárias para o oceano, a criosfera e a terra chegarem ao equilíbrio térmico com esses aumentos resultam em um ganho líquido de energia, portanto, aquecimento, na Terra .

A maior parte desse excesso de energia (cerca de 90%) aquece o oceano, com o restante aquecendo a terra, derretendo neve e gelo e aquecendo a atmosfera.

Veja algumas anomalias em razão do superaquecimento de 2019.

Aqui, comparamos as observações de satélite da energia radiante líquida absorvida pela Terra com um conjunto global de medições usadas para determinar o aquecimento dentro do oceano, da terra e da atmosfera, e o derretimento da neve e do gelo.

Mostramos que essas duas abordagens independentes produzem um aumento decadal na taxa de absorção de energia pela Terra de meados de 2005 a meados de 2019, o que atribuímos à diminuição da reflexão da energia de volta para o espaço pelas nuvens e gelo marinho e aumentos nos poços gases de efeito estufa mistos e vapor de água.

O aumento dos gases de efeito estufa bem misturados (WMGG) levou a um desequilíbrio entre quanta energia radiante solar é absorvida pela Terra e quanta radiação infravermelha térmica é emitida para o espaço.

Este desequilíbrio de radiação líquido, também conhecido como desequilíbrio de energia da Terra (EEI), levou ao aumento da temperatura média global, aumento do nível do mar, aumento do aquecimento do oceano e derretimento da neve e do gelo marinho (IPCC, 2013)

Além do forçamento radiativo antropogênico pelo WMGG, o EEI é influenciado pelas emissões de aerossóis e mudanças no uso da terra, bem como por forçantes naturais associados às emissões vulcânicas e variações na irradiância solar. À medida que o sistema climático responde ao aquecimento, as mudanças nas nuvens, vapor d’água, albedo da superfície e temperatura alteram ainda mais a EEI. Essas propriedades também respondem a variações internas no sistema climático que ocorrem ao longo de uma faixa de escalas de tempo, causando variabilidade EEI adicional. Exemplos de variações internas incluem eventos climáticos, que variam de dias a semanas, eventos El-Niño Oscilação Sul (ENSO) (Philander, 1983 ), que variam em escalas de tempo interanuais, e a Oscilação Decadal do Pacífico (PDO; Mantua et al., 1997 ), que varia em escalas de tempo decadais.

Uma vez que ~90% do excesso de energia associado com EEI é armazenado no oceano (von Schuckmann et al., 2020 ), as flutuações na radiação líquida da parte superior da atmosfera (TOA) da Terra e a taxa de aquecimento do oceano devem estar em fase com um outro (Palmer et al., 2011 ). De fato, comparações anteriores de variações de EEI derivadas de medições in situ após 2005 e observações de satélite da radiação líquida da Terra rastreiam uma a outra em escalas de tempo interanuais (Johnson et al., 2016 ). Mais recentemente, análises de dados de temperatura do oceano indicaram que a taxa de aquecimento do oceano tem aumentado constantemente (von Schuckmann et al., 2020), mas falta uma comparação direta com as observações de satélite. Além disso, o aumento do nível do mar de 1993 a 2017 exibiu uma aceleração estatisticamente significativa (Nerem et al., 2018 ). No entanto, a aceleração do derretimento do gelo na terra é responsável pela maior parte da aceleração do aumento do nível do mar nas últimas décadas, deixando menos de 10% do sinal de aceleração do nível do mar atribuído às taxas crescentes de aquecimento do oceano (Nerem et al., 2018 ).

No estudo, realizamos uma comparação direta entre as variações em EEI inferidas das Nuvens e do Sistema de Energia Radiante da Terra (CERES) e uma estimativa in situ da absorção de calor oceânica observada em 0-2.000 m combinada com estimativas publicadas de absorção de energia por o oceano mais profundo, a litosfera, a criosfera e a atmosfera. Essa comparação é feita usando estimativas anuais centradas em meados de 2005 (o ano em que a matriz de flutuadores de perfilação da Argo alcançou uma cobertura quase global esparsa) até meados de 2019. De particular interesse é a consistência com que esses 2 sistemas de observação capturam as variações interanuais e a tendência na EEI. Isso é seguido por uma análise de perturbação radiativa parcial/PRP usando fontes de dados adicionais a fim de identificar quais propriedades do sistema climático estão contribuindo para a tendência observada em EEI.

Comparação de estimativas sobrepostas de um ano em intervalos de 6 meses do fluxo de energia anual líquido do topo da atmosfera das Nuvens e do produto Ed4.1 Equilibrado e Preenchido do Sistema de Energia Radiante da Terra (linha vermelha sólida) e um produto in situ estimativa observacional da absorção de energia pelo sistema climático da Terra (linha azul contínua). As linhas tracejadas correspondem aos ajustes de regressão linear de mínimos quadrados aos dados.

Como a EEI é uma propriedade fundamental do sistema climático, as implicações de uma tendência crescente de EEI são de longo alcance. Uma EEI positiva se manifesta como “sintomas”, como aumento da temperatura global, aumento do aquecimento dos oceanos, aumento do nível do mar e intensificação do ciclo hidrológico (von Schuckmann et al., 2016 ).

Podemos, portanto, esperar mudanças ainda maiores no clima nas próximas décadas se a variabilidade interna associada ao PDO permanecer a mesma. Se o PDO fosse revertido no futuro, essa reversão provavelmente agiria para diminuir a taxa de absorção de calor.

Estudos de modelagem adicionais são necessários para compreender totalmente o impacto da tendência de aumento da EEI na temperatura global e regional da superfície, aumento do nível do mar e mudanças no ciclo hidrológico. (ecodebate)