From 2016 to 2019, meteorologists saw record-breaking heat waves around the globe, rampant wildfires in California and Australia, and the longest run of category 5 tropical cyclones on record. The number of extreme weather events has been increasing for the last 40 years, and current predictions suggest that trend will continue. But are these natural disasters simply bad weather? Or are they due to our changing climate? To answer this question we need to understand the differences between weather and climate— what they are, how we predict them, and what those predictions can tell us.
Entre 2016 e 2019, os meteorologistas registaram quebras de recordes de calor em todo o mundo, ocorreram incêndios florestais desenfreados na Califórnia e na Austrália, e a mais longa série de ciclones tropicais de categoria 5. Os acontecimentos climáticos extremos aumentaram nos últimos 40 anos e as previsões atuais sugerem que essa tendência vai continuar. Mas estes desastres naturais serão simplesmente mau tempo? Ou serão devidos à alteração climática? Para responder a estas perguntas é necessário percebermos a diferença entre tempo e clima — o que são, como os prevemos, e o que as previsões nos dizem.
Meteorologists define weather as the conditions of the atmosphere at a particular time and place. Currently, researchers can predict a region’s weather for the next week with roughly 80% accuracy. Climate describes a region’s average atmospheric conditions over periods of a month or more. Climate predictions can forecast average temperatures for decades to come, but they can’t tell us what specific weather events to expect.
Os meteorologistas definem clima como condições da atmosfera num tempo e num lugar específicos. Atualmente, os investigadores podem prever o tempo para a próxima semana com, aproximadamente, 80% de precisão. O clima descreve a média das condições atmosféricas numa região durante períodos de um mês ou mais. As previsões climáticas preveem a média das temperaturas nas próximas décadas, mas não podem dizer-nos que ocorrências meteorológicas são de esperar.
These two types of predictions give us such different information because they’re based on different data.
Estes dois tipos de previsão dão-nos diferentes informações porque se baseiam em diferentes dados.
To forecast weather, meteorologists need to measure the atmosphere’s initial conditions. These are the current levels of precipitation, air pressure, humidity, wind speed and wind direction that determine a region’s weather. Twice every day, meteorologists from over 800 stations around the globe release balloons into the atmosphere. These balloons carry instruments called radiosondes, which measure initial conditions and transmit their findings to international weather centers. Meteorologists then run the data through predictive physics models that generate the final weather forecast.
Para prever o tempo, os meteorologistas precisam de medir as condições iniciais da atmosfera, ou seja, os níveis de precipitação, a pressão do ar, a humidade, a velocidade e a direção do vento para determinar o tempo numa região. Duas vezes por dia, os meteorologistas de mais de 800 estações no mundo inteiro enviam balões para a atmosfera. Estes balões transportam instrumentos chamados radiossondas, que medem as condições iniciais e transmitem os dados para centros meteorológicos internacionais. Os meteorologistas analisam os dados por meio de modelos de física preditiva que geram a previsão final do tempo.
Unfortunately, there’s something stopping this global web of data from producing a perfect prediction: weather is a fundamentally chaotic system. This means it’s incredibly sensitive and impossible to perfectly forecast without absolute knowledge of all the system’s elements. In a period of just ten days, even incredibly small disturbances can massively impact atmospheric conditions— making it impossible to reliably predict weather beyond two weeks.
Infelizmente, há coisas que impedem que esta rede global de dados produza uma previsão perfeita: o clima é, fundamentalmente, um sistema caótico. Isso significa que é muito sensível e impossível prevê-lo com perfeição. sem conhecimento absoluto de todos os elementos do sistema. Num período de apenas 10 dias, mesmo perturbações muito pequenas podem alterar muito as condições atmosféricas tornando impossível a previsão fiável para além de duas semanas.
Climate prediction, on the other hand, is far less turbulent. This is partly because a region’s climate is, by definition, the average of all its weather data. But also because climate forecasts ignore what’s currently happening in the atmosphere, and focus on the range of what could happen. These parameters are known as boundary conditions, and as their name suggests, they act as constraints on climate and weather.
Por outro lado, a previsão do clima é muito menos turbulenta. Isso acontece, em parte, porque o clima de uma região é, por definição, a média de todos os seus dados meteorológicos. Mas, também, porque a previsão do clima ignora o que está a acontecer atualmente na atmosfera, e concentra-se no alcance do que poderá acontecer. Esses parâmetros são conhecidos como condições de fronteira, e, como o nome sugere, agem como restrições sobre o clima e o tempo.
One example of a boundary condition is solar radiation. By analyzing the precise distance and angle between a location and the sun, we can determine the amount of heat that area will receive. And since we know how the sun behaves throughout the year, we can accurately predict its effects on temperature. Averaged across years of data, this reveals periodic patterns, including seasons.
Um exemplo de uma condição de fronteira é a radiação solar. Ao analisar a distância precisa e o ângulo entre um local e o Sol, podemos determinar a quantidade de calor que essa área vai receber. E como sabemos como o sol se comporta ao longo do ano, podemos prever, com precisão, os seus efeitos na temperatura. As médias, ao longo de anos de dados, revelam padrões periódicos, incluindo as estações.
Most boundary conditions have well-defined values that change slowly, if at all. This allows researchers to reliably predict climate years into the future. But here’s where it gets tricky. Even the slightest change in these boundary conditions represents a much larger shift for the chaotic weather system. For example, Earth’s surface temperature has warmed by almost 1 degree Celsius over the last 150 years. This might seem like a minor shift, but this 1-degree change has added the energy equivalent of roughly one million nuclear warheads into the atmosphere. This massive surge of energy has already led to a dramatic increase in the number of heatwaves, droughts, and storm surges.
A maioria das condições de fronteira tem valores que mudam lentamente, se é que mudam. Isso permite aos investigadores preverem o clima em anos futuros. Mas aqui começa a ficar complicado. Mesmo a mais pequena mudança nessas condições de fronteira representa uma grande mudança para o sistema climático caótico. Por exemplo, a temperatura da Terra subiu quase um grau Celsius nos últimos 150 anos. Isso pode parecer uma mudança pequena, mas esta alteração de um grau adicionou a energia equivalente a cerca de um milhão de ogivas nucleares na atmosfera. Esta enorme energia levou a um aumento drástico no número de ondas de calor, de secas e de tempestades.
So, is the increase in extreme weather due to random chance, or changing climate? The answer is that— while weather will always be a chaotic system— shifts in our climate do increase the likelihood of extreme weather events.
Então, o aumento do clima extremo é aleatório ou é devido à mudança do clima? A resposta é que, enquanto o tempo for um sistema caótico, as mudanças no clima aumentam a probabilidade
Scientists are in near universal agreement that our climate is changing and that human activity is accelerating those changes. But fortunately, we can identify what human behaviors are impacting the climate most by tracking which boundary conditions are shifting. So even though next month’s weather might always be a mystery, we can work together to protect the climate for centuries to come.
de eventos climáticos extremos. Quase todos os cientistas mundiais concordam que o clima está a mudar e que a atividade humana está a acelerar essas mudanças. Mas, felizmente, podemos identificar os comportamentos humanos que têm mais impacto no clima rastreando quais as condições de fronteira que estão a mudar. Embora o clima do próximo mês possa ser sempre um mistério, podemos trabalhar juntos para protegê-lo para os próximos séculos.