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Reportagem

Oceanos mais quentes, furacões mais violentos

Evidências mostram que o aquecimento global aumenta os ventos avassaladores dos ciclones e as chuvas torrenciais

Kevin E. Trenberth
Alfred T Kamajian
Os próximos furacões poderão ser mais violentos devido ao aquecimento global
O verão de 2004 foi um enorme sinal de alerta: quatro furacões sem precedentes atingiram a Flórida e 10 tufões causaram estragos no Japão – quatro a mais que o recorde por estação na região. Alarmados, os cientistas deram explicações conflitantes para o aumento desses ciclones tropicais e ficaram bastante divididos quanto à participação do aquecimento global nessa “revolta”. A mãe natureza quebrou um recorde na temporada de furacões no Atlântico norte, em 2005, coroada pelos devastadores furacões Katrina e Rita. Mas em 2006, enquanto os preços dos seguros disparavam no sudeste americano, o número de tempestades no Atlântico norte ficou bem abaixo das previsões. Se o aquecimento global está realmente exercendo um papel dominante, por que a temporada 2006 de furacões foi tão calma?


Análises cuidadosas dos padrões do clima estão levando a uma explicação consensual para os dois aumentos sem precedentes que ocorreram em 2004 e 2005, assim como para a temporada estranhamente tranqüila de 2006. Infelizmente, essa explicação traz prognósticos de problemas meteorológicos a longo prazo.

Um furacão começa com uma perturbação atmosférica tropical que pode se desenvolver num sistema organizado de tempestades. Se o sistema começar a girar e os ventos excederem 62 kmh, os meteorologistas lhe dão nome próprio. Quando a velocidade máxima do vento ultrapassa 120 kmh, o sistema é chamado de ciclone tropical. Os termos furacão, tufão e ciclone são sinônimos. “Furacão” é usado quando as tempestades ocorrem no Atlântico e nordeste do Pacífico. No noroeste do Pacífico esses sistemas são chamados “tufões” e, no oceano Índico, “ciclones”. Neste artigo, os termos serão usados indistintamente.
Para determinar se o aquecimento global está afetando o número e a intensidade (velocidade do vento) dos furacões os cientistas precisam entender primeiro como essas tempestades se formam. Ao longo dos anos, foram concebidos modelos cada vez mais detalhados da formação de furacões. O principal ingrediente de um furacão é água aquecida, e é por isso que a maioria deles se forma nos trópicos, onde o Sol incide quase verticalmente. Os oceanos absorvem a maior parte da energia solar incidente e depois expulsam o excesso de calor acumulado, principalmente por meio da evaporação; quando a umidade se condensa formando chuva, libera energia latente, aquecendo a atmosfera. No inverno, os ventos transportam esse calor para latitudes mais altas, onde ele é irradiado para o espaço. Mas no verão a energia se eleva, basicamente por meio da convecção, para altitudes mais altas nos trópicos, criando vários fenômenos – de nuvens cúmulos a temporais. Sob condições adequadas, uma série de tempestades pode se organizar num vórtice – um furacão – que bombeia grandes quantidades de calor para fora do oceano.


O vórtice é formado por uma perturbação atmosférica preexistente; no Atlântico norte, essas perturbações partem da costa oeste da África central, onde se estabelecem graças ao contraste de temperatura entre as regiões desérticas do interior e as florestas das montanhas nas regiões costeiras. Outras condições favoráveis também são a temperatura da superfície do oceano (SST, em inglês) superior a 26oC, vapor d’água abundante, baixa pressão na superfície do oceano e gradientes de vento fraco entre as altitudes baixa e alta (gradientes de vento forte tendem a destruir um vórtice em formação).

Como a temperatura da superfície do oceano é parâmetro-chave na formação de furacões, os cientistas querem saber como as SSTs se alteraram nas décadas passadas e se o número, dimensões e intensidade dos furacões mudaram e se o aquecimento global atribuído à atividade humana contribuiu de modo signifi cativo. E por que 2004 e 2005 quebraram recordes de anos anteriores? Os cientistas já perceberam que o aumento dos gases do efeito estufa (como dióxido de carbono emitido pela queima de combustíveis fósseis) aquece o planeta e pode aumentar as SSTs, e a produção de vapor d’água, elevando assim o potencial da atividade convectiva, que forma os furacões. As questões depois de 2005 eram: as SSTs realmente já aumentaram? E até que ponto o aquecimento global é responsável por isso?
Solos mais Quentes
Os climatologistas não sabem exatamente o número de furacões que ocorreram no mundo todo antes de 1970, quando observações por satélite se tornaram rotineiras. Mas os registros para a região tropical do Atlântico norte são bastante confi áveis a partir de 1944, quando começou a vigilância de tempestades tropicais a partir de aeronaves. O número de tempestades e furacões com denominação própria no Atlântico norte aumentou desde 1994 – e essa elevação coincidiu com o aumento das SSTs numa faixa latitudinal de cerca de 10º a 20º ao norte. Essa faixa de água tropical logo ao norte do Equador, estendendo-se da África até a América Central, é uma zona crítica para a formação de furacões.

Cientistas afirmam que o aumento das SSTs no Atlântico norte desde 1994 reflete a chamada oscilação multidecenal do Atlântico (AMO, em inglês). Trata-se de um fenômeno natural e cíclico: as temperaturas do oceano Atlântico norte permanecem relativamente baixas por várias décadas e depois passam por uma fase mais quente, também por décadas, para depois esfriar novamente (a diferença máxima de temperatura é de 0,5oC). Especialistas acreditam que isso se deve a uma mudança nas correntes oceânicas – como a causada pela corrente do Golfo, a qual flui através do Atlântico –, que retornam em fluxos a profundidades maiores. Dos anos 70 até o início da década de 90, as SSTs do Atlântico norte eram baixas. Desde então, as AMOs voltaram a ocorrer em condições mais quentes, e se formaram mais furacões do que costumeiramente ocorre durante a fase mais fria.
No entanto, modelos computacionais indicam que o ciclo de AMO sozinho não é capaz de explicar a tendência crescente desde 1995, ou o que aconteceu em 2005 e 2006.

Embora lancemos quantidades significativas de gases de efeito estufa na atmosfera, os climatologistas não têm como realizar experiências que alterem as condições reais na Terra. Mas esses modelos são necessários para destrinchar os fatores que influenciam as SSTs e os furacões.

Esses modelos tentam reproduzir todos os processos físicos, químicos e biológicos que afetam o clima. Após anos de trabalho, cientistas do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR, em inglês) em Boulder, Colorado, e de outras instituições criaram modelos climáticos globais que reproduzem as temperaturas reais do ar e dos oceanos registradas pelo mundo todo no século passado. As simulações levam em conta variações na composição química da atmosfera, a energia solar incidente e condições como grandes erupções vulcânicas que possam bloquear a radiação solar o suficiente para esfriar o planeta por um ou dois anos.
Rick Wilking Reuters/Corbis
Gretna, Louisiana, nas imediações de Nova Orleans, é atingida pelo furacão Katrina
Com esses modelos podemos isolar as mudanças causadas pelos seres humanos, como as causadas por descargas maciças de poluentes na atmosfera, e avaliar seu impacto. Isso demostrou claramente que o aquecimento do Atlântico de fato ocorreu e está relacionado com a elevação das temperaturas da atmosfera, causada pela atividade humana. Um estudo recente publicado pelo climatologista Ben Santer e colegas, do Lawrence Livermore National Laboratory nos Estados Unidos, vai além e conclui que o aquecimento nos trópicos, tanto no Atlântico quanto no Pacífico, é resultado do aumento dos gases do efeito estufa gerados pelo homem. Estimativas indicam que as SSTs globais aumentaram cerca de 0,6oC devido ao aquecimento global, principalmente a partir de 1970. Embora esse número possa parecer pequeno, não é preciso muito para afetar significativamente a intensidade de uma tempestade. Enquanto o furacão Katrina se deslocava pelo golfo do México, um acréscimo ou decréscimo de um simples grau na SST seria suficiente para mudar a intensidade da tempestade (por exemplo, de categoria 2 para 3).


Como a atividade dos ciclones tropicais depende fortemente das SSTs, podemos afirmar que o aquecimento global é responsável por tempestades mais intensas. Publiquei uma análise sobre essa relação na Science de junho de 2005 e Kerry Emanuel, do Massachusetts Institute of Technology, publicou evidências observacionais na revista Nature. Kerry demonstrou que os aumentos na intensidade e duração dos ciclones no mundo todo, desde 1970, estão relacionadas à elevação das SSTs. Em setembro de 2005, Peter Webster e colaboradores do Georgia Institute of Technology publicaram um artigo na Science que mostrava um aumento substancial no número de furacões de categoria 4 e 5 desde 1970, e no percentual de furacões dessas categorias. Eles concluíram que o aumento era esperado, dada a elevação observada nas SSTs.


Por que a Bonança?
O número recorde de furacões em 2004 e 2005 também está de acordo com essas conclusões. Mas, então, por que a temporada de furacões de 2006 foi tão calma? Durante o verão de 2005, as SSTs no Atlântico Norte tropical (na faixa de 10o a 20o norte) bateram recordes. Elas estavam 0,92oC acima do padrão estabelecido entre 1901 e 1970, o que representa mais até do que as flutuações das AMOs somadas ao aquecimento global. Então, o que estava errado? O principal fator adicional foi El Niño no inverno e a primavera anteriores. Trata-se do aquecimento do oceano Pacífico tropical quando há um acoplamento entre as correntes oceânicas e atmosféricas.

No inverno de 2004-2005 no hemisfério norte, um El Niño de fraco para moderado estava a caminho. Ele produzia ventos fracos no Atlântico tropical, o que significou menos resfriamento evaporativo e permitiu que houvesse um aquecimento adicional do oceano de 0,2oC. Mas o El Niño se enfraqueceu no verão, minimizando o gradiente dos ventos no Atlântico e criando uma outra condição favorável para a formação de furacões. O resultado final para 2005 foi que o El Niño – encabeçando a lista de fatores (AMO e aquecimento global) – permitiu que um número recorde de furacões ainda maiores se formasse.
Durante o inverno de 2005-2006, ao contrário, um La Niña – marcado pelo resfriamento do Pacífico tropical – se instalou, produzindo ventos alísios muito mais fortes que o normal no Atlântico norte, que levaram embora o calor do oceano. Isso fez com que as SSTs atingissem níveis ligeiramente mais baixos ou praticamente normais durante a temporada de furacões na região – verão de 2006. Além disso, nesse verão, outro El Niño começou a se formar, aumentando o gradiente dos ventos no Atlântico. As SSTs mais baixas e um gradiente de vento desfavorável alteraram as condições do Atlântico tropical, passando da superação de recordes na temporada de furacões de 2005 para um período de calmaria em 2006. Embora exista agora um novo cenário geral de SSTs mais altas, as variabilidades anuais se superpõem às anteriores e podem ser dominantes em qualquer época.

Enchentes mais Freqüentes, Também
Essas conclusões são tão dignas de crédito quanto as observações e modelos que as produzem. No NCAR, para simular e prever furacões usamos o modelo de Pesquisa e Previsão do Tempo, que fragmenta os dados reais sobre o clima no planeta e os distribui sobre uma grade cujos nós estão separados por 4 km – uma resolução alta. As simulações globais realizadas pelo Serviço Nacional do Clima têm resolução de 35 km e seus modelos regionais contam com resolução de 12 km a 18 km. Os cálculos na resolução de 4 km exigem computadores robustos e consomem muito tempo. Para fazer suas previsões a tempo os meteorologistas precisam se limitar a uma grade de 8 km. Nossos modelos calculam diretamente todos os efeitos de convecção.

Nossos modelos reproduzem muito bem as características de tempestades reais ao processarem dados verdadeiros, como o fizeram no rastreamento das tempestades dos furacões que ocorreram em 2004 e 2005. Ao inserirmos no programa os dados de SST dos dias em que o Katrina permaneceu sobre o golfo do México, o modelo de furacão que obtivemos foi muito próximo do comportamento real.

Tentamos então descobrir como SSTs elevadas afetam a quantidade de precipitação dos furacões. No caso do Katrina, um aumento de 1oC nas SSTs provocou uma elevação de cerca de 7% no conteúdo de vapor d’água na atmosfera. A velocidade dos ventos também aumentou, transportando mais umidade para a tempestade e ampliando a evaporação. Juntos, os efeitos elevaram em 19% a precipitação sobre uma área de cerca de 400 km2, no olho da tempestade modelo.
Pode-se afirmar então que o aquecimento global aumenta a quantidade de chuva do ciclone. A elevação de 0,6oC verificada nas SSTs desde 1970, devida ao aquecimento global, significa que as mudanças climáticas produziram um aumento de 4% no vapor d’água da atmosfera nos últimos 37 anos. Instrumentos de análise por microondas, a bordo de satélites, observaram um aumento real de 2%, usando somente dados a partir de 1988. Um aumento
de 4% no conteúdo de vapor d’água pode levar a uma elevação de 8% nas taxas de precipitação.

Assim, podemos dizer que dos 30 cm de precipitação que o Katrina despejou sobre Nova Orleans, cerca de 2,5 cm, ou 8%, são atribuídos ao aquecimento global. Ninguém pode garantir que um ciclone foi “causado” pelo aquecimento global, mas a elevação das temperaturas certamente influi na intensidade e na precipitação dos ciclones.

Problemas à Vista
As observações e a teoria sugerem que os furacões estão se tornando mais intensos à medida que a Terra se aquece. No entanto é difícil dizer se o número absoluto de ciclones irá aumentar porque as tempestades tropicais são muito mais eficientes para a remoção de calor do oceano que os temporais com relâmpagos. Uma grande tempestade também pode ser mais eficiente do que duas menores; logo, é possível e até provável que se formem menos ciclones, e que aqueles que realmente “atacarem” sejam maiores e mais intensos. Quando uma tempestade forte termina, deixa para trás um oceano mais frio, diminuindo a probabilidade de que mais tempestades aconteçam, pelo menos nos dias que se seguem.

No entanto, alguns cientistas afirmam que os dados históricos são inconsistentes demais. Outros, que as informações sobre o Atlântico norte são confiáveis (desde 1944), mas as do Pacífico nem tanto. Seria muito útil reprocessar todos os dados de satélites em arquivo, com técnicas modernas, para suprir os modelos com mais informações consistentes. Esses avanços ajudariam a avaliar melhor também o desempenho de nossos modelos.

No entanto, registros científicos apurados indicam que o aquecimento global está fazendo a temperatura da superfície dos oceanos aumentar. Essa elevação provavelmente irá reforçar a intensidade dos furacões, incluindo aqueles que atingem as Américas, fato que é reconhecido pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas. Enquanto trabalhamos em nossos modelos, o mais sensato é nos prepararmos para enfrentar furacões ainda mais ameaçadores.

Por Onde Andam os Ciclones

Como os Furacões se Formam

1.Troca de calor - A radiação solar aquece as camadas superiores do oceano. Em resposta, o resfriamento evaporativo cria ar úmido aquecido, que sobe

2.Chuvas Torrenciais - O vapor em ascensão se condensa, produzindo fortes chuvas que liberam calor, o qual, por sua vez, suga o ar ascendente, que se transforma em chuvas torrenciais e em nuvens de tempestade.

3.Tempestade de Relâmpagos - Uma perturbação atmosférica que varre a área ajuda a formar uma zona de baixa pressão (L) na superfície do oceano, que permite a entrada de mais ar úmido. Os ventos e as tempestades de relâmpagos formam um sistema que começa a circular devido à ação das forças de Coriolis criadas pela rotação da Terra. Ventos altos convergentes se acoplam com o ar ascendente, estabelecendo um centro de baixa pressão – o olho do furacão.

4.Ciclone - O ar ascendente se torna mais seco à medida que ganha energia. Parte dele mergulha de volta no olho e entre tempestades de relâmpagos adjacentes; o ar restante espirala para fora e desce por vários quilômetros. Os ciclones podem aumentar a evaporação do oceano numa ordem de grandeza comparável à dos ventos alísios normais, misturando as camadas superiores da água e produzindo um resfriamento efetivo das temperaturas da superfície do oceano, o qual pode chegar a 5ºC.

Como a Bonança de 2006 é Explicada

Além dos oceanos mais quentes, acoplamentos transitóros entre a atmosfera e o oceano podem influir no número de furacões que se formam em um ano. Se um La Niña (resfriamento do Pacífico) acontecer durante o inverno e a primavera no hemisfério norte, os ventos aos mais fortes que o normal, vindos do Pacífico leste, levam o calor do oceano, diminundo a energia potencial para a formação de tempestades na região. No entanto, o fenômeno faz a corrente do Pacífico se bifurcar e mantém a parte do Atlântico direcionada para o norte, permitindo que os furacões que se formam na costa da África avancem para oeste, em direção ao Caribe. Essa tendência foi uma das responsáveis peo recorde de 2005. Se um El Niño aquecimento do Pacfico) se desenvover durante a primavera e o verão no hemisféro norte, a corrente de jato vai mais para o sul, sobre a América do Norte, criando maiores gradientes de vento, que irão destruir as tempestades que tentarem se organizar no Atlântico. Essas condições fizeram com que menos furacões ocorressem na região em 2006.
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