Os cientistas agora podem traçar o caminho de uma única gota de água ao redor do globo. A água é composta de hidrogênio e oxigênio, e alguns desses átomos existem naturalmente em formas ligeiramente mais pesadas, chamadas isótopos. À medida que a água evapora, forma nuvens e se move pela atmosfera, a proporção destes isótopos muda de forma consistente e mensurável. Estas mudanças funcionam como uma impressão digital, ajudando os investigadores a mapear como a água se move à escala global.
Quando estes dados isotópicos são combinados com modelos hidrológicos, tornam-se uma ferramenta poderosa. Os cientistas podem utilizá-lo para compreender melhor os fenómenos meteorológicos extremos, como tempestades, inundações e secas, e para melhorar as previsões sobre como as alterações climáticas podem alterar o clima futuro.
Melhorando os modelos climáticos com dados isotópicos
Alguns modelos climáticos já levam em conta os processos isotópicos, mas nenhum modelo consegue refletir perfeitamente a complexidade do ciclo da água na Terra. Em um estudo publicado Jornal de Pesquisa Geofísica: Atmosferaspesquisadores do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio usaram um método conhecido como conjunto, que combina vários modelos ao mesmo tempo. Seu conjunto combinou oito modelos climáticos isotópicos e cobriu o período de 45 anos, de 1979 a 2023.
Cada modelo foi baseado nos mesmos dados de vento e temperatura da superfície do mar. Esta configuração permitiu à equipe avaliar como os modelos individuais lidavam com a física do ciclo da água e comparar a média do conjunto combinado com as observações climáticas do mundo real.
Por que os isótopos da água são importantes para a ciência climática
“As mudanças nos isótopos da água refletem mudanças no transporte de umidade, na convergência e na circulação atmosférica em grande escala. Embora saibamos, em um nível básico, que os isótopos são afetados pela temperatura, precipitação e elevação, a variabilidade das simulações atuais torna difícil a interpretação dos resultados, “disse o professor Kei Yoshimura, um dos autores seniores do estudo, que aconselhou alguns dos pesquisadores de isótopos. modelos climáticos envolvidos no projeto. “Estamos satisfeitos que nossas médias de conjunto capturem os padrões isotópicos observados na precipitação global, vapor, neve e dados de satélite com muito mais sucesso do que qualquer um dos modelos individuais.”
Links para modelos climáticos globais
Olhando para trás, ao longo dos últimos 30 anos, as simulações de conjuntos mostraram um aumento geral no vapor de água atmosférico associado ao aumento das temperaturas globais. Os resultados também mostraram uma forte ligação com os principais padrões climáticos interanuais, incluindo o El Niño-Oscilação Sul, a Oscilação do Atlântico Norte e o Modo Anular Sul. Estes sistemas de grande escala afectam a disponibilidade global de água durante vários anos e afectam milhares de milhões de pessoas em todo o mundo.
“Os conjuntos oferecem uma abordagem diferenciada para modelagem que reduz a divergência entre modelos individuais. Essa abordagem nos permite separar os efeitos de como cada modelo representa os processos do ciclo da água das diferenças que surgem nas estruturas dos modelos individuais, “disse o Dr. Hyung Bong, um estudante de graduação do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio que agora está no Instituto Goddard de Pesquisa Espacial da NASA.
O primeiro sistema de modelagem climática do mundo
Este estudo representa a primeira vez que vários modelos climáticos apoiados por isótopos foram integrados numa única estrutura unificada. O conjunto resultante corresponde de perto aos dados observacionais, fornecendo uma imagem mais robusta de como a água se move no sistema climático global.
“É importante ressaltar que o estudo amplia nossa capacidade de interpretar a variabilidade climática passada e fornece uma base mais forte para compreender e prever como o ciclo global da água e o clima que ele molda responderão ao aquecimento global contínuo”, disse o professor Yoshimura.
