Em concentrações suficientemente altas de dióxido de carbono atmosférico (CO2), a Terra pode atingir um ponto de inflexão em que as nuvens estratos marinhas se tornam instáveis ​​e desaparecem, provocando um aumento no aquecimento global, de acordo com um novo estudo de modelagem.

Esse evento – que pode elevar a temperatura da superfície em cerca de 8 Kelvin (14 graus Fahrenheit) globalmente – pode ocorrer em concentrações de CO2 acima de 1.200 partes por milhão (ppm), de acordo com o estudo, que será publicado pela Nature Geoscience em 25 de fevereiro. referência, a concentração atual é de 410 ppm e está aumentando.

Se o mundo continuar queimando combustíveis fósseis na taxa atual, o nível de CO2 da Terra poderá subir acima de 1.200 ppm no próximo século.

“Penso e espero que as mudanças tecnológicas diminuam as emissões de carbono para que não alcancemos concentrações tão altas de CO2.

Mas nossos resultados mostram que existem limiares perigosos de mudança climática que desconhecíamos”, afirma Tapio Schneider, Theodore Y, da Caltech. Professor Wu de Ciência e Engenharia Ambiental e pesquisador sênior do Laboratório de Propulsão a Jato, que Caltech gerencia para a NASA.

Schneider, principal autor do estudo, observa que o limite de 1.200 ppm é uma estimativa aproximada, e não um número firme.

O estudo pode ajudar a resolver um mistério de longa data na paleoclimatologia. Os registros geológicos indicam que durante o Eoceno (cerca de 50 milhões de anos atrás), o Ártico estava livre de geadas e era o lar de crocodilos.

No entanto, de acordo com os modelos climáticos existentes , os níveis de CO2 precisariam subir acima de 4.000 ppm para aquecer o planeta o suficiente para que o Ártico estivesse tão quente.

Isso é mais do que o dobro da concentração provável de CO2 durante esse período. No entanto, um pico de aquecimento causado pela perda de plataformas de nuvens stratus poderia explicar a aparência do clima de estufa do Eoceno.

Os decks de nuvens Stratus cobrem cerca de 20% dos oceanos subtropicais e são predominantes nas porções orientais desses oceanos – por exemplo, nas costas da Califórnia ou do Peru.

As nuvens esfriam e sombream a terra enquanto refletem a luz do sol que as atinge de volta ao espaço. Isso os torna importantes para regular a temperatura da superfície da Terra.

O problema é que os movimentos turbulentos do ar que sustentam essas nuvens são muito pequenos para serem resolvidos nos modelos climáticos globais.

Para contornar a incapacidade de resolver as nuvens em escala global, Schneider e seus co-autores, Colleen Kaul e Kyle Pressel do Pacific Northwest National Laboratory, criaram um modelo em pequena escala de uma seção atmosférica representativa acima de um oceano subtropical, simulando o nuvens e seus movimentos turbulentos sobre esse trecho oceânico nos supercomputadores.

Eles observaram instabilidade dos decks de nuvens, seguidos por um aumento no aquecimento quando os níveis de CO2 excederam 1.200 ppm. Os pesquisadores também descobriram que, uma vez que os decks das nuvens desapareceram, eles não reapareceram até que os níveis de CO2 caíssem para níveis substancialmente abaixo de onde a instabilidade ocorreu pela primeira vez.

“Esta pesquisa aponta para um ponto cego na modelagem climática”, diz Schneider, que atualmente lidera um consórcio chamado Climate Modeling Alliance (CliMA), em um esforço para construir um novo modelo climático.

O CliMA usará ferramentas de assimilação de dados e aprendizado de máquina para fundir observações da Terra e simulações de alta resolução em um modelo que representa nuvens e outros recursos importantes em pequena escala, melhores que os modelos existentes.

Um uso do novo modelo será determinar com mais precisão o nível de CO2 no qual a instabilidade dos decks de nuvens ocorre.