Ilha Macquarie revela falha no ERA5 sobre a chuva no Oceano Austral

Cientistas do clima que investigam o Oceano Austral costumam apoiar-se numa reconstrução computacional chamada ERA5 - um conjunto de dados montado a partir de leituras de satélites, saídas de modelos meteorológicos e observações esparsas feitas por navios.

Numa área quase sem estações meteorológicas, isso vira a melhor imagem disponível do tempo e do clima. Por isso, o ERA5 é amplamente usado, citado e tratado como referência.

Só que uma estação meteorológica numa ilha remota perto da Antártica mede a chuva todos os dias há 75 anos.

Quando pesquisadores colocaram esse histórico lado a lado com o ERA5, a reconstrução deixou escapar a maior parte da tendência. Não era um detalhe estatístico: a discrepância passou de um fator de três.

Ilha no meio da tempestade

A Ilha Macquarie é uma faixa verde no meio do caminho entre a Tasmânia e a Antártica, com cerca de 21 milhas (34 quilômetros) de comprimento e 3 milhas (5 quilômetros) de largura. Pinguins-rei sobem suas encostas. Elefantes-marinhos se espalham pelas praias.

A estação meteorológica local registra a precipitação diária sem interrupções desde 1948 - um dos raros registros contínuos em terra firme em todo o Oceano Austral.

Zhaoyang Kong, cientista da atmosfera na Monash University, em Melbourne, liderou uma equipe que examinou minuciosamente 45 anos de medições dessa estação.

O que eles encontraram indica que o oceano tempestuoso que circunda a Antártica pode estar mudando mais rapidamente do que os principais conjuntos de dados climáticos vinham sugerindo.

Cinco tipos de tempo

A equipe de Kong classificou cada dia, de 1979 a 2023, em um de cinco regimes meteorológicos: escoamento zonal, advecção de ar quente, sistemas de baixa pressão, advecção de ar frio e alta pressão.

Em termos simples, é a mesma lista descrita assim: westerlies constantes, frentes quentes avançando para o sul, ciclones profundos, incursões frias vindas da Antártica e cristas calmas de alta pressão.

Esses cinco tipos praticamente cobrem todo tipo de dia que a Ilha Macquarie enfrenta. Juntos, eles permitiram acompanhar algo mais amplo: como a principal faixa de tempestades da região vem mudando ano após ano.

A chuva não para de aumentar

A precipitação anual na ilha subiu 28% desde 1979. Isso equivale a quase 10 polegadas (25 centímetros) a mais por ano, encharcando a mesma área de musgos e gramíneas que sempre esteve ali.

Uma dúvida separada era entender se esse aumento veio de mais tempestades atingindo a ilha ou de tempestades deixando mais chuva quando passam. A equipe de Kong verificou as duas possibilidades.

O resultado aponta sobretudo para a segunda hipótese. O número de ciclones que atravessam a região não cresceu de forma relevante. Um regime chuvoso vem, em grande parte, substituindo outro. As tempestades, em si, ficaram mais carregadas de chuva.

Onde os modelos falham

Aqui está a parte incômoda: o ERA5 registra apenas um aumento de 8% na chuva em Macquarie ao longo dos mesmos 45 anos.

Um aumento observado de 28%. No modelo, 8%. Assim, uma ferramenta central para avaliar o que acontece em um dos maiores reguladores climáticos do planeta vem, silenciosamente, deixando de fora um pedaço do quadro.

Trabalhos anteriores já sugeriam que as trilhas de tempestades do Hemisfério Sul estavam se intensificando. Até este estudo, porém, ninguém tinha quantificado com clareza o tamanho dessa diferença.

O oceano está “suando”

Chuva mais intensa precisa vir de algum lugar. Na atmosfera, a água se conserva: o que cai como chuva teve de subir antes como evaporação em algum ponto a montante.

A evaporação retira calor da superfície do oceano. A equipe de Kong descreve o processo como o Oceano Austral “suando” - perdendo mais calor para o ar por meio do excesso de umidade que sobe e, mais tarde, volta a cair.

A estimativa do grupo é que hoje o Oceano Austral esteja se resfriando por evaporação de 10% a 15% mais do que em 1979.

Isso ocorre justamente numa região que já absorve mais calor excedente do que qualquer outro oceano da Terra. O efeito, portanto, se acumula.

Água doce se acumulando

Quando a chuva cai no mar, ela dilui a água salgada. Se a tendência de Macquarie se refletir de forma mais ampla, a equipe calcula que estejam sendo despejados no Oceano Austral de altas latitudes mais 2,300 gigatoneladas de água doce por ano, em comparação com 1979.

Para comparar, o derretimento do gelo antártico atualmente adiciona algo entre 200 e 500 gigatoneladas por ano. Ou seja, a chuva agora injeta várias vezes mais água doce do que o degelo da Antártica.

Tendências observadas na salinidade da superfície já são compatíveis com esse cenário. Uma camada superficial menos salina fica mais leve sobre a água mais salgada abaixo, o que pode reduzir a mistura que traz nutrientes para cima e leva carbono para baixo.

O que isso muda

A distância entre o que a ilha mediu e o que o ERA5 mostrava era comentada havia anos. Agora ela foi medida - ao longo de 45 anos, cobrindo os cinco tipos de tempestade, por completo.

A precipitação sobre a faixa de tempestades do Oceano Austral está aumentando muito mais rápido do que a imagem padrão dos modelos indica. O componente ausente é a intensidade: as tempestades estão ficando mais úmidas, não necessariamente mais frequentes.

Modelos climáticos ajustados com base no ERA5 precisarão ser revistos com mais cuidado. Estimativas de quanta água doce está entrando no Oceano Austral - número que influencia projeções sobre correntes, gelo marinho e carbono oceânico - provavelmente terão de ser elevadas.

A pequena ilha varrida pelo vento que gerou esses dados pode acabar mudando, por décadas, a forma como pesquisadores medem o mar mais tempestuoso do planeta.