Os cientistas agora podem traçar o caminho de uma gota d’água ao redor do globo. A água é composta de hidrogênio e oxigênio, alguns dos quais existem naturalmente em formas ligeiramente mais pesadas, chamadas isótopos. À medida que a água evapora, forma nuvens e se move pela atmosfera, as proporções destes isótopos mudam de forma consistente e mensurável. Estas mudanças funcionam como impressões digitais, ajudando os investigadores a mapear como a água flui em todo o mundo.
Quando esses dados isotópicos são combinados com modelos hidrológicos, tornam-se uma ferramenta poderosa. Os cientistas podem utilizá-lo para compreender melhor fenómenos meteorológicos extremos, como tempestades, inundações e secas, e melhorar as previsões de como as alterações climáticas irão alterar os padrões climáticos futuros.
Usando dados isotópicos para melhorar modelos climáticos
Alguns modelos climáticos já consideram processos isotópicos, mas nenhum modelo consegue captar perfeitamente a complexidade do ciclo da água na Terra. Em um estudo publicado Jornal de Pesquisa Geofísica: AtmosferaPesquisadores do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio usaram um método chamado integração, que combina vários modelos simultaneamente. Seu conjunto reúne oito modelos climáticos isotópicos cobrindo 45 anos, de 1979 a 2023.
Cada modelo é impulsionado pelos mesmos dados de vento e temperatura da superfície do mar. Esta configuração permitiu à equipe avaliar como os modelos individuais lidam com a física do ciclo da água e comparar a média combinada 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 que, em um nível simples, os isótopos são afetados pela temperatura, precipitação e altitude, a variabilidade nas simulações dos modelos atuais dificulta a interpretação dos resultados, “disse o professor Kei Yoshimura, um dos autores seniores do estudo que aconselhou vários modelos climáticos de isótopos envolvidos no projeto. “Estamos satisfeitos que a nossa média de conjunto seja mais bem sucedida do que qualquer modelo único na captura dos padrões isotópicos observados na precipitação global, vapor, neve e dados de satélite.”
Links para padrões climáticos globais
Olhando para trás, ao longo dos últimos 30 anos, as simulações de conjuntos mostram que o aumento global do vapor de água atmosférico está relacionado com o aumento das temperaturas globais. Os resultados também revelam fortes ligações com os principais padrões climáticos interanuais, incluindo o El Niño Oscilação Sul, a Oscilação do Atlântico Norte e o Modo Anular Sul. Estes grandes sistemas impactam o abastecimento global de água durante muitos anos e impactam milhares de milhões de pessoas em todo o mundo.
“A integração fornece uma abordagem de modelagem detalhada que reduz as diferenças entre modelos individuais. Esta abordagem nos permite separar o impacto de como cada modelo representa os processos do ciclo da água das diferenças causadas pela estrutura de cada modelo, “disse o Dr. Hayoung Bong, ex-aluno do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio e agora do Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA.
A primeira estrutura de modelagem climática do mundo
Este estudo é o primeiro a integrar modelos climáticos de múltiplos isótopos em uma estrutura unificada. O conjunto resultante correlaciona-se estreitamente com os dados observacionais, fornecendo uma imagem mais fiável de como a água se move através do sistema climático global.
O professor Yoshimura disse: “É importante ressaltar que esta pesquisa melhora nossa capacidade de explicar as mudanças climáticas passadas e fornece uma base mais forte para compreender e prever como o ciclo global da água e o clima que ele cria responderão ao aquecimento global contínuo.”
