Colapso Potencial das Correntes do Oceano Atlântico

Está crescendo a preocupação de que a Circulação Meridional do Atlântico (AMOC) possa colapsar neste século. Um colapso desse tipo poderia atrapalhar a sociedade em várias partes do mundo. As estimativas anteriores sobre a chance de colapso da AMOC se basearam em modelos e estudos estatísticos de dados anteriores. Aqui, apresentamos estimativas baseadas em observações recentes.

Começamos identificando as melhores áreas para observar sinais de colapso da AMOC com base em um modelo climático recente. Descobrimos que os dados de Salinidade da borda sul do Atlântico são super úteis para estimar quando a AMOC pode falhar. Usando os dados de observação, estimamos quão provável é que a AMOC colapse em um determinado período. Achamos que o colapso da AMOC pode acontecer entre os anos de 2037 e 2064, com uma média esperada em torno de 2050.

#O que é AMOC?

A AMOC é um grande sistema de correntes oceânicas que leva água mais quente dos trópicos para o Atlântico Norte e manda água mais fria de volta para o sul. Essa circulação ajuda a manter o clima da Europa Ocidental relativamente ameno e afeta os padrões climáticos ao redor do mundo. A AMOC é um dos sistemas críticos no clima da Terra que pode mudar por causa da atividade humana.

A entrada de Água doce de fontes como o derretimento do gelo da Groenlândia pode potencialmente enfraquecer a AMOC. Se a AMOC mudar de um estado forte para um estado significativamente mais fraco ou invertido, isso pode levar a grandes mudanças climáticas. Essas mudanças podem incluir alterações nos padrões de chuva, aumento do nível do mar e resfriamento no Noroeste da Europa.

#Monitorando a AMOC

A AMOC está sendo monitorada em várias localizações, incluindo o transecto RAPID em 26N desde 2004, o transecto SAMBA em 34,5S desde 2009, e o transecto OSNAP de 53N a 60N desde 2014. O registro de dados do RAPID tem apenas 20 anos. Para entender as mudanças na AMOC ao longo da história, pesquisadores desenvolveram reconstruções usando observações de Temperatura da superfície do mar. Essas reconstruções sugerem que a AMOC enfraqueceu em cerca de 3 Sverdrups (Sv) desde 1950.

Estudos recentes usaram indicadores estatísticos, conhecidos como Sinais de Alerta Precoce (EWS), para avaliar quão perto a AMOC pode estar do colapso. Os EWS clássicos se concentram em sinais de desaceleração e consistem em autocorrelação e aumento da variância. Alguns pesquisadores estimaram que a AMOC poderia colapsar por volta do ano 2057, com um intervalo de confiança amplo.

#Nova abordagem para estimar o colapso da AMOC

Na nossa abordagem, começamos com dados de simulação que demonstram o colapso da AMOC em um modelo climático conhecido como CESM. Essa simulação mostra que os EWS tradicionais não soam alarmes para um colapso iminente da AMOC. Por isso, decidimos identificar as regiões e pontos de dados mais eficazes para sinalizar os pontos de inflexão da AMOC.

Focamos nos efeitos da entrada de água doce no Atlântico Norte. Analisando várias simulações, descobrimos que a força da AMOC foi notavelmente afetada pelas entradas de água doce. Percebemos que as localizações e observações usadas para monitorar desempenham um papel significativo na determinação da estabilidade da AMOC.

#Áreas de observação ideais

Para identificar as melhores áreas para observar o colapso da AMOC, rodamos diferentes simulações sob taxas constantes de entrada de água doce e verificamos como a AMOC se comportou em cada caso. Os resultados mostraram que o transecto SAMBA em 34S é particularmente útil para detectar mudanças no comportamento da AMOC. Observamos duas bandas significativas de valores-uma em profundidades mais rasas e outra em níveis mais profundos-que ajudam a indicar se a AMOC está se aproximando de um colapso.

Os indicadores principais, salinidade e temperatura, mostraram diferentes níveis de importância ao longo do transecto SAMBA. A análise indicou que a salinidade forneceu sinais mais consistentes de possíveis desacelerações críticas na AMOC do que a temperatura.

#Sinais de Alerta Precoce

Enquanto os EWS clássicos geralmente identificam o potencial de colapso da AMOC, nossos achados revelam que os sinais mais eficazes surgem do transecto SAMBA. Essa região oferece uma imagem mais clara de quão perto a AMOC está dos pontos de inflexão em comparação com outras áreas.

Também analisamos como os valores de salinidade e temperatura mudaram ao longo dos anos em diferentes profundidades. Nossos resultados mostraram que os valores de salinidade mudaram significativamente, indicando possíveis pontos críticos nas profundezas do oceano. Por outro lado, os dados de temperatura não indicaram consistentemente os mesmos avisos.

#Avaliando os tempos de inflexão

Usando o transecto SAMBA como estudo de caso, avaliamos se os dados poderiam ajudar a prever quando a AMOC poderia colapsar. Focamos na "taxa de recuperação", uma medida de quão estável o sistema é. Se essa taxa se aproximar de zero, pode indicar um colapso iminente. Nossas estimativas baseadas em dados de salinidade sugeriram que o tempo mediano de inflexão para a AMOC seria em torno do ano 2050, com uma certa margem de incerteza.

#Análise de dados de reanálise

Aplicamos nossos métodos a conjuntos de dados recentes de reanálise que fornecem observações das condições oceânicas. Ao analisar esses dados, estimamos que o tempo médio para o colapso da AMOC seria em torno de 2050, com o colapso potencial mais cedo esperado em 2037 e o mais tarde até 2064. Curiosamente, essas estimativas estão muito próximas das análises estatísticas anteriores.

Além disso, os resultados de outros conjuntos de dados de reanálise também sugeriram altas probabilidades de colapso da AMOC antes de 2050. Essas descobertas indicam uma necessidade crítica de continuar observando a AMOC de perto.

#Importância das observações no Atlântico Sul

Nossa pesquisa enfatiza a importância do monitoramento contínuo, especialmente no Atlântico Sul. As medições do SAMBA são cruciais e devem ser priorizadas nas próximas décadas. Essa observação ajudará a melhorar nossa compreensão do sistema da AMOC e fornecerá avisos precoces de possíveis Colapsos.

#Modelos climáticos e trabalho futuro

Usamos dados do modelo climático CESM em nossa pesquisa. Este modelo tem sido fundamental para ilustrar como a AMOC reage às mudanças na entrada de água doce. No entanto, é essencial abordar as limitações do uso de dados de modelos, pois podem existir vieses nos resultados simulados.

Avançando, nossos achados sugerem que é vital considerar seriamente as observações da borda sul em futuras avaliações climáticas. A probabilidade de colapso da AMOC antes de 2100 parece maior do que se pensava anteriormente e deve ser reavaliada em futuros relatórios climáticos.

#Conclusão

Resumindo, a AMOC é uma parte crucial do sistema climático da Terra, e seu colapso potencial traz sérios riscos para ecossistemas e sociedades em todo o mundo. O monitoramento contínuo, especialmente em áreas-chave como o Atlântico Sul, é essencial para fornecer avisos precoces. Nossos achados destacam uma chance significativa de que a AMOC possa colapsar antes de 2050, exigindo ação urgente e mais pesquisas para entender melhor esse sistema.