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All IPCC definitions taken from Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Annex I, Glossary, pp. 941-954. Cambridge University Press.

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Qual a confiabilidade dos modelos climáticos?

O que a ciência diz...

Embora haja incertezas nos modelos climáticos, eles conseguem reproduzir com sucesso o passado e fizeram predições que foram subseqüentemente confirmadas pelas observações.

Argumento cético...

"[Modelos] têm vários fatores inventados para se ajustar ao clima existente, e assim eles produzem resultados mais ou menos semelhantes aos dados observacionais. Mas não há motivos para acreditar que os mesmos fatores inventados resultariam o comportamento correto em um mundo com outra composição química, como por exemplo um mundo com mais CO2 na atmosfera. (Freeman Dyson)

Há duas grandes perguntas quando se elabora um modelo climático - eles podem reproduzir com precisão o passado, e podem com sucesso predizer o futuro? Para responder à primeira pergunta, aqui está um resumo dos resultados dos modelos do IPCC para temperaturas de superfície desde o século XIX - com e sem as forçantes de origem humana. Nenhum dos modelos consegue reproduzir o aquecimento recente sem levar em conta os níveis crescentes de CO2. Ninguém conseguiu criar um modelo de circulação global (MCG) que possa explicar o comportamento do clima do século XX sem o aquecimento por CO2.

Figura 1: Comparação entre os resultados dos modelos e as observações. (a) representa simulações feitas apenas com forçantes naturais: variação solar e atividade vulcânica. (b) representa simulações feitas com forçantes antrópicas: gases estufa e aerossóis de sulfatos. (c) foi feito com forçantes naturais e antrópicas (IPCC).

Prevendo/projetando o futuro

Um argumento comum que se ouve é "cientistas nem conseguem prever a meteorologia da próxima semana - como podem prever o clima daqui a anos?". Isso mostra falte de compreensão da diferença entre a meteorologia, que é caótica e imprevisível, e o clima, que é a média da meteorologia ao longo do tempo. Ao mesmo tempo em que você não consegue prever com seguraça se uma moeda vai dar cara ou coroa, você consegue prever o resultado estatístico de um grande número de lançamentos dessa moeda. Em termos de meteorologia, você não consegue prever a trajetória precisa de uma determinada tempestade, mas as médias de temperatura e precipitação permanecerão os mesmos ao longo do tempo.

Há várias dificuldades em se prever o clima futuro. O comportamento do sol é difícil de se prever. Perturbações de curto prazo com o El Niño ou erupções vulcânicas são difíceis de se calcular num modelo. Contudo, as maiores forçantes que determinam o clima são bem compreendidas. Em 1988, James Hansen projetou tendências futuras de temperatura (Hansen 1998). Aquelas projeções iniciais mostram boa concordância com as observações subseqüentes (Hansen 2006).

Figura 2: Temperaturas globais de superfície computadas para os cenários A, B e C, comparados com duas análises dos dados de observações (Hansen 2006).

O cenário B de Hansen (descrito como a opção mais provável, e a que mais se aproximou dos níveis de emissões de CO2) mostra correlação estreita com as temperaturas observadas. Hansen superestimou os níveis futuros de CO2 em 5 a 10%, então se o modelo dele tivesse os níveis corretos da forçante, o resultado teria sido ainda mais preciso. Há desvios em anos tomados isoladamente, mas isso é esperado. A natureza caótica da meteorologia introduzem ruído no sinal, mas a tendência geral é previsível.

Quando o Monte Pinatubo entrou em erupção em 1991, ele deu a oportunidade de se testar quão bem os modelos podiam prever a resposta do clima aos aerossóis de sulfato injetados na atmosfera. Os modelos previram com precisão o resfriamento global subseqüente de cerca de 0,5ºC logo depois da erupção. Além disso, os feedbacks radiativo, de vapor d'água e dinâmico incluídos nos modelos foram verificados quantitativamente (Hansen 2007). Mais a respeito de prever o futuro...

Figura 3: Temperatura global simulada e observada durante a erupção do Pinatubo. A linha verde é a temperatura observada por estações meteorológicas. A linha azul é a temperatura dos oceanos e continentes. Vermelho é a média do resultado dos modelos. (Hansen 2007)

Incertezas em projeções futuras

Uma alegação distorcida comum é que os modelos climáticos seriam tendenciosos, exagerando os efeitos do CO2. É importante mencionar que a incerteza existe em ambos os lados. De fato, em um sistema climático com um feedback final positivo, a incerteza é desviada mais em direção a uma resposta climática mais forte (Roe 2007). Por esse motivo, muitas das previsões do IPCC acabaram subestimando a resposta climática. Medidas por satélites e marégrafos mostram que a elevação do nível do mar está se acelerando mais rápido do que as previsões do IPCC. A taxa média de elevação no período 1993-2008 medida por satélites foi de 3,4 mm por ano, enquanto o terceiro relatório do IPCC (conhecido pela sigla em inglês TAR) projetou em sua melhor estimativa 1,9 mm para o mesmo período. As observações estão acompanhando o limite superior das margens de incerteza das projeções do IPCC (Copenhagen Diagnosis 2009).

Figura 4: Mudança do nível do mar. Dados de marégrafos em vermelho, e dados de satélite em azul. A faixa cinza mostra as projeções do terceiro relatório do IPCC (Copenhagen Diagnosis 2009).

Da mesma forma, o derretimento de verão do gelo oceânico do Ártico se acelerou muito além das expectativas dos modelos climáticos. A área de derretimento do gelo oceânico durante 2007-2009 foi cerca de 40% maior que a previsão média dos modelos climáticos do quarto relatório do IPCC. A espessura do gelo oceânico ártico também tem diminuído de forma constante ao longo de várias décadas.

Figura 5: A extensão do gelo oceânico ártico nos meses de setembro, em milhões de quilômetros quadrados. As linhas pretas fortes dão a média de 13 modelos do IPCC usados em seu quarto relatório, enquanto as linhas pretas tracejadas representam a margem de incerteza. O mínimo de 2009 foi recentemente calculado em 5,10 milhões de km², o terceiro ano mais baixo da história, e ainda bem abaixo do pior cenário do IPCC (Copenhagen Diagnosis 2009).

Sabemos o suficiente para agir?

Céticos argumentam que deveríamos esperar até os modelos climáticos estarem completamente certos antes de agir e reduzir emissões de CO2. Se esperássemos ter 100% de certeza, nós nunca agiríamos. Modelos estão num estado de constante desenvolvimento para incluir mais processos, recorrer a menos aproximações e aumentar sua resolução conforme o poder de computação avança. A natureza complexa e não-linear do clima significa que sempre haverá um processo de refinamento e melhoria. A questão principal é que hoje sabemos o suficiente para agir. Modelos evoluíram para o ponto em que eles predizem com sucesso tendências de longo prazo e estão agora desenvolvendo a capacidade de predizer mudanças mais caóticas, de curto prazo. Várias linhas de evidência, tanto por modelos quanto empíricas, nos dizem que as temperaturas vão aumentar 3ºC com o dobro de CO2 (Knutti & Hegerl 2008).

Os modelos não precisam ser exatos em todos os aspectos para nos dar uma tendência geral precisa e seus efeitos principais - e isso nós já temos. Se você soubesse que há uma chance de 90% de você bater o carro, você não entraria nele (ou pelo menos usaria um cinto de segurança). O IPCC conclui por uma probabilidade maior que 90% que os seres humanos estão causando o aquecimento global. Esperar por uma certeza de 100% para agir é ser irresponsável.

Modelos são confiáveis?

Translation by Alexandre, . View original English version.



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