Pesquisa usa estrutura probabilística para entender
como a mudança climática progride sob a influência do efeito estufa.
Cientistas vasculham o passado em busca de pistas
climáticas futuras.
Desde
1880, a temperatura da Terra aumentou 1,9°F e deve continuar subindo,
segundo o site Global Climate Change da NASA. Os cientistas estão buscando
ativamente entender essa mudança e seus efeitos nos ecossistemas e residentes
da Terra.
Na
Chaos, da AIP Publishing, os cientistas Yayun Zheng, Fang Yang, Jinqiao Duan,
Xu Sun, Ling Fu e Jürgen Kurths apresentam pesquisas detalhadas sobre as
mudanças climáticas, descrevendo os mecanismos por trás de transições abruptas
no clima global. Prever uma transição importante, como as mudanças climáticas,
é extremamente difícil, mas a estrutura probabilística desenvolvida pelos
autores é o primeiro passo para identificar o caminho entre uma mudança em dois
estados ambientais.
Os
pesquisadores desenvolvem um modelo de mudança climática baseado em uma
estrutura probabilística para explorar a probabilidade máxima de mudança
climática para um sistema de balanço energético sob a influência do efeito
estufa e das flutuações de Lévy. Sugere-se que essas flutuações, que podem se
apresentar como erupções vulcânicas ou enormes surtos solares, sejam um fator
que pode desencadear uma transição climática abrupta.
Alguns
resultados dessas flutuações de ruído são as rápidas mudanças climáticas que
ocorreram 25 vezes durante o último período glacial, uma série de pausas na
turbulência geofísica e a produção de proteínas na regulação de genes, que
ocorre em explosões.
“Embora
as mudanças climáticas possam não ser facilmente previstas com precisão,
oferecemos informações sobre a tendência mais provável dessas mudanças para a
temperatura da superfície”, disse Duan. “No presente artigo, descobrimos que o
caminho de máxima probabilidade, sob um efeito estufa aprimorado, é um processo
de crescimento em etapas ao transferir do estado atual de temperatura para o
estado de alta temperatura”.
Ao
entender o processo de crescimento em etapas do efeito estufa, os autores podem
mapear o caminho que as mudanças climáticas podem seguir. Os pesquisadores
descobriram que influências maiores de flutuações de ruído podem resultar em
mudanças bruscas de um estado de clima frio para outro mais quente.
“Espera-se
que o caminho da máxima probabilidade seja uma ferramenta de pesquisa
eficiente, a fim de entender melhor as mudanças climáticas sob o efeito estufa
combinadas com flutuações não gaussianas no ambiente”, disse Duan.
O caminho de transição da máxima
probabilidade.
(a) A função de densidade de
probabilidade condicional para um processo escalar de Ornstein-Uhlenbeck.
(b) A simulação numérica do
caminho de transição com máxima verossimilhança é comparada com a solução
analítica. (ecodebate)
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