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O aquecimento estratosférico repentino pode significar tempestades de inverno selvagens à frente, no hemisfério Norte

Fonte: CBS News

No intervalo de uma semana, do final de dezembro ao início de janeiro, as altas temperaturas na atmosfera acima do Ártico saltaram 100 graus Fahrenheit.

Embora isso possa parecer alarmante, é um fenômeno natural que ocorre a cada dois anos, mas os especialistas dizem que as mudanças climáticas causadas pelo homem podem estar tornando esses eventos mais prováveis.

O evento notável é chamado de Aquecimento Estratosférico Súbito (SSW) e envolve as temperaturas de 50.000 a 100.000 pés acima do solo.  Ele perturba o padrão climático típico de inverno na estratosfera ártica, conhecido como vórtice polar, e normalmente leva a um clima de inverno mais extremo em partes dos Estados Unidos.

O vórtice polar é um enorme giro de baixa pressão de ventos frios girando no sentido anti-horário, que giram rapidamente ao redor do Círculo Polar Ártico de oeste para leste.

Mas quando ocorre um SSW, se for um evento forte o suficiente, os ventos frequentemente inverterão e se tornarão de leste, e o vórtice polar se dividirá em dois ou três vórtices separados, que então derivam para o sul em direção às latitudes médias carregando ar frio junto  .

Na maioria dos casos, o SSW se propaga através das nuvens até a superfície da Terra ao longo de algumas semanas.

Quando isso acontece, os padrões de vento de nível superior do Ártico ficam desordenados e o efeito dominó leva a padrões de fluxo de jato convoluto em todo o mundo nas latitudes médias, como Canadá, EUA, Europa e Ásia.  Isso significa que quase certamente resultará em algum clima de inverno extremo, e dado o padrão esperado nos EUA, isso provavelmente acontecerá ao longo da Costa Leste.

O SSW que está acontecendo agora é de fato caracterizado como um evento “importante”.  Desde o final de dezembro, as temperaturas aumentaram de cerca de menos 110 graus Fahrenheit para menos 10 graus – um salto de 100 graus – a uma altura de 100.000 pés acima do Pólo Norte.

Na imagem abaixo, a linha roxa mostra o aquecimento abrupto no início de Janeiro, em comparação com a linha preta muito mais plana que é a temperatura média.

Este é um gráfico das temperaturas atmosféricas acima do Pólo Norte.  A linha preta grossa é a média.  A linha azul é o inverno passado.  A linha roxa é neste inverno.  Durante a semana passada, a linha roxa aumenta, indicando um rápido aquecimento no Ártico.  Isso é chamado de evento de aquecimento estratosférico súbito.  A escala à esquerda está em graus Kelvin.  O texto roxo mostra que corresponde a um salto de temperatura de -110 Fahrenheit para -10 Fahrenheit no período de uma semana.(NASA)
Causas do aquecimento estratosférico repentino

O oi O Dr. Judah Cohen é um especialista em eventos de aquecimento estratosférico repentino e na conexão entre as mudanças nos padrões climáticos do Ártico e de latitudes médias na Atmospheric and Environmental Research (AER), uma empresa Verisk.

Ele diz que o início do aquecimento repentino na estratosfera começa muito mais perto do solo, em uma camada da atmosfera chamada troposfera.  Mas, para que essa interrupção abrupta alcance o aumento da troposfera para a estratosfera, você precisa do excesso de energia de um padrão climático extremo – algo que não tem faltado ultimamente no Ártico.

Quando todos os números forem calculados, 2020 será um dos mais quentes, senão o mais quente já registrado no Ártico.  Isso é especialmente verdadeiro no norte da Ásia, perto dos mares de Barents, Kara, Laptev e Siberian, onde partes da região tiveram uma média notável de 10 graus Fahrenheit acima do normal.

Mesmo para um Ártico que está esquentando a um ritmo três vezes maior do que o resto do globo devido às mudanças climáticas – um fenômeno conhecido como amplificação do Ártico – isso é um desvio extremo do normal.  O resultado foi um recorde de extensão de gelo marinho baixo perto da costa da Sibéria.

De acordo com a teoria de Cohen, a falta de gelo marinho e o fato de que levou algumas semanas a mais do que o normal para se recuperar neste outono colocaram em movimento uma cadeia de eventos em que o padrão típico de jato  de inverno predominante na Ásia foi aprimorado.  Esse aprimoramento, por sua vez, ajuda a iniciar o aquecimento estratosférico súbito.

Abaixo uma ilustração idealizada do efeito, em que há uma cúpula de calor aprimorada (conhecida como crista) sobre o noroeste da Rússia e um mergulho aprimorado na corrente de jato (conhecida como depressão) no leste da Ásia e no Pacífico Norte.

Em média, durante o inverno, há um padrão típico de fluxo de jato em toda a Europa e Ásia com uma crista a oeste e uma depressão a leste. Mas por causa da Amplificação Ártica da mudança climática, essa corrente de jato pode ser ampliada (tornada mais extrema), o que tem implicações para o clima em todo o hemisfério norte. (CBS NEWS)

A corrente de jato é um rio de ar que flui rapidamente na alta atmosfera que guia as tempestades de um lugar para outro.  Assim como as ondas do oceano, ela ondula para cima e para baixo, de norte a sul, conforme flui ao redor da Terra.  Essas ondulações são conhecidas como ondas atmosféricas.  E enquanto a maior parte da energia flui ao redor do globo horizontalmente, parte da energia das ondas pode se mover verticalmente, transferindo energia para cima ou para baixo, especialmente quando essas ondas são amplificadas.

Cohen explica que a qualquer momento o padrão de onda é naturalmente alongado na Eurásia, em comparação com o resto do globo.  Em um padrão típico, isso não teria impacto na estratosfera.  Mas quando esta onda já grande se torna ainda mais intensificada pela amplificação do Ártico, a energia na onda pode se propagar para cima na estratosfera e causar o caos.

Essa conexão entre o Ártico quente, a baixa cobertura de gelo marinho e uma corrente de jato amplificada é a razão pela qual Cohen acredita que as mudanças climáticas estão levando a SSWs mais frequentes.  Mas ele reconhece que o assunto é polêmico.

E embora a teoria por trás da conexão faça sentido meteorológico e alguns estudos apóiem ​​a conexão, o Dr. Zack Labe, um cientista do clima ártico da Colorado State University, diz que você pode encontrar um número igual de artigos científicos encontrando uma conexão versus nenhuma conexão.

“Devido a todo o caos e ruído em nossa atmosfera, ainda permanece um desafio entender as conexões entre as mudanças climáticas do Ártico e o vórtice polar, explica Labe.” Este tópico continua sendo uma área ativa de pesquisa científica e debate. “

Mas em um artigo recente, Labe foi realmente capaz de encontrar uma conexão robusta entre a amplificação do Ártico e uma área mais forte e fria de alta pressão sobre o leste da Sibéria, algo que é a chave para a teoria de Cohen.  A análise de Labe revela que esse efeito se intensificará se o aquecimento global piorar.

Cohen teoriza que o processo de aquecimento em curso no Ártico estratosférico agora foi iniciado em outubro.  No noroeste da Rússia e na Escandinávia, o Oceano Ártico mais quente resulta em uma cúpula de calor aprimorada que empurra a corrente de jato para o norte.

Com menos cobertura de gelo marinho devido a um Ártico mais quente, a atmosfera sobrejacente absorve mais umidade do Oceano Ártico e, quando está frio o suficiente, despeja mais neve a leste da cúpula de calor.  Essa cobertura de neve, diz Cohen, cria uma massa de ar extra-frio sobre o interior da Sibéria, Cazaquistão e Mongólia.  Esse ar mais frio tem o efeito oposto na corrente de jato no leste da Sibéria e no norte do Pacífico, empurrando-o para o sul.

No que provavelmente não é uma coincidência, esse padrão rendeu dois recordes surpreendentes na semana passada.  Em 28 de dezembro, a maior pressão não oficial já registrada na Terra aconteceu na Mongólia.

Então, apenas três dias depois, ocorreu o oposto: o Pacífico Norte e o Alasca registraram suas pressões mais baixas já registradas, quando uma enorme baixa da Aleuta atingiu uma pressão tão baixa quanto um furacão de categoria 5.

“Eu diria que todos esses eventos estão relacionados”, diz Cohen, “uma alta siberiana reforçada combinada com uma baixa profunda das Aleutas são essenciais para desencadear um aquecimento estratosférico súbito. O mais importante na minha opinião é a alta siberiana, mas associada a uma baixa profunda  no Pacífico Norte é um golpe duplo de nocaute. “

Em outras palavras, os processos na atmosfera não acontecem no vácuo – tudo está conectado – então um extremo às vezes pode ajudar a produzir outro.  E esse “golpe duplo” foi um padrão amplificado o suficiente para enviar energia para a estratosfera, causando o aquecimento repentino e a interrupção do vórtice polar.

Padrão de clima de inverno extremo chegando

Cohen diz que depois de um evento de aquecimento estratosférico, os maiores impactos normalmente ocorrem em cerca de duas semanas, conforme a atmosfera altera os sistemas e novos padrões se estabelecem.  O tempo e o grau variam de evento para evento.

No Ártico, o aquecimento repentino da estratosfera normalmente leva ao bloqueio de áreas de alta pressão – como uma montanha de ar quente – conhecido como oscilação negativa do Ártico, ou -AO.

Acontece que o -AO já está em andamento e este episódio do SSW deve agir para prolongá-lo.  Este padrão de bloqueio força e redireciona a corrente de jato e o ar frio do Ártico para o sul.

Para este evento SSW em particular, parece que o principal surto no Ártico ocorrerá primeiro na Europa e no leste da Ásia até meados de janeiro.  Mas então os modelos de computador mostram uma mudança ocorrendo, com potencial para invasões do Ártico nos EUA no final deste mês.

Junto com um aumento gradual de ar frio nas próximas semanas no Leste, a configuração do jato de água oferecerá muitas oportunidades para tempestades de neve.  Embora muitos não se materializem, com um padrão prolongado favorável ao inverno extremo, é provável que as peças do quebra-cabeça se juntem para algumas tempestades de inverno memoráveis.

Cohen avisa que a chance de um inverno extremo pode durar um bom tempo.  “Após um SSW, o período de risco aumentado de surtos de ar frio e tempestades de neve costuma durar de quatro a oito semanas. Não é frio e nevando continuamente, mas sim episódico”, explicou.

Depois de anos estudando esses fenômenos, Cohen diz que um padrão claro emergiu.  As condições quentes do Ártico e um vórtice polar estratosférico mais fraco estão ligados a episódios extremos de frio em algumas partes das latitudes médias.

Isso não quer dizer que os invernos estão ficando mais frios nas latitudes médias.  Ao contrário, em geral os invernos estão esquentando devido às mudanças climáticas, embora alguns bolsões estejam de fato aquecendo mais lentamente por causa desse efeito.  Isso porque esses tipos de episódios de ar frio em latitudes médias são mais prováveis ​​pela amplificação do Ártico, e a pesquisa descobriu uma frequência crescente em estados de vórtices polares fracos nas últimas quatro décadas, ligada à mudança climática causada pelo homem.

Para os EUA, as tendências são claras: a pesquisa de Cohen mostra uma conexão direta entre os eventos de aquecimento intenso no Ártico e mais episódios de inverno extremo no leste dos EUA.

No gráfico abaixo para a cidade de Boston, as linhas azuis indicam um Ártico frio, as linhas vermelhas indicam um Ártico quente e as linhas verdes representam o Índice de Severidade Acumulado da Temporada de Inverno (AWSSI), uma medida de neve e frio.  Cohen aponta como a tendência é direta: conforme o Ártico esquenta (vermelho), o frio e a neve (verde) aumentam em Boston.  Isso é especialmente verdadeiro após episódios de grande aquecimento do Ártico, como está acontecendo agora.  Este também é o caso de grande parte do leste dos Estados Unidos.

No gráfico da cidade de Boston, as linhas azuis indicam um Ártico frio, as linhas vermelhas indicam um Ártico quente e as linhas verdes representam o Índice de Severidade Acumulado da Temporada de Inverno (AWSSI), uma medida de neve e frio.  À medida que o Ártico esquenta (vermelho), o frio e a neve (verde) aumentam em Boston.  (JUDAH COHEN)

No que pode parecer paradoxal, à medida que o aquecimento global se intensificou nos últimos anos, o número de grandes nevascas no Nordeste aumentou.

Na verdade, muitas das maiores tempestades de neve da história de Nova York, como a nevasca de janeiro de 2016, aconteceram nas últimas duas décadas.  Embora parte disso possa estar relacionado à variabilidade natural, Cohen sente que as mudanças no Ártico claramente desempenham um papel.

No gráfico de barras abaixo, a Escala de Queda de Neve de Impacto do Nordeste (NESIS) é traçada para cada década de 1958 a 2018. Você pode ver claramente o pico de atividade mostrado na última década, de 2008 a 2018.

Durante a última década, as principais tempestades de neve do Nordeste aumentaram.  Provavelmente, há uma série de razões para isso, desde a variabilidade natural ao aquecimento do clima.  Mas as evidências mostram que um Ártico quente leva a um clima de inverno mais extremo no leste dos EUA.  (NOAA E JUDAH COHEN)

Deve-se notar que essa tendência em tempestades de neve maiores provavelmente também se deve a outros fatores relacionados a um clima mais quente, como temperaturas oceânicas mais quentes, mais umidade disponível e tempestades mais intensas devido à energia extra no sistema.

Isso significa que, por enquanto, as mudanças climáticas podem levar a maiores nevascas em áreas onde há mais umidade e ainda está frio o suficiente para nevar, como o Centro-Oeste e o Nordeste.

Mas em áreas onde as temperaturas estão subindo acima dos limites para neve com mais frequência, como a seção intermediária do país, a tendência de queda de neve é ​​para baixo.  A imagem abaixo deixa essa tendência clara.

Portanto, pelo menos nas próximas semanas de Janeiro, se você mora na metade oriental dos Estados Unidos, prepare-se para o inverno de verdade e a possibilidade de muita neve.

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