O aquecimento global afeta o oceano Ártico de várias formas. Temperaturas do ar mais quentes vem sendo observadas ao longo das últimas 3 décadas através de boias flutuantes e radiômetros em satélites (Rigor 2000, Comiso 2003). A radiação de ondas longas descendente tem aumentado, conforme o esperado, quando a temperatura ambiente, o vapor de água e a nebulosidade aumentam (Francis 2006). Mais calor do oceano está sendo transportado para as águas do Ártico (Shimada 2006).

A medida que o gelo marinho derrete, o processo de retroalimentação positiva aumenta a taxa de perda do mesmo. O processo de retroalimentação positiva do albedo do gelo tem se tornado um fator dominante desde meados a finais da década de 1990 (Perovich 2007). O gelo perene mais antigo é mais espesso e, por isso, tem mais chances de sobreviver à temporada de derretimento no verão. Ele reflete mais a luz solar e transmite menos radiação solar para o oceano. Medições de satélites feitas ao longo das últimas 3 décadas tem encontrado que a quantidade de gelo perene está diminuindo progressivamente (Nghiem 2007). Consequentemente, a espessura média do gelo sobre o oceano Ártico diminuiu de 2,6 metros em março de 1987 para 2,0 metros em 2007 (Stroeve 2008).

O aquecimento global tem um efeito de longo prazo, claramente observado, sobre o gelo marinho do Ártico. Na verdade, embora os modelos climáticos prevejam que ele irá diminuir em resposta ao aumento dos gases de efeito estufa, o ritmo atual de recuo, ao final da temporada de derretimento, está excedendo as previsões dos modelos em, aproximadamente, 3 vezes (Stroeve 2007).

Figura 1: Extensão do gelo marinho no Ártico em setembro (linha azul, fina) com a tendência de longo prazo (linha azul escura, espessa). Extensão do gelo marinho é definida como a área da superfície delimitada pela borda do gelo (onde a concentração de gelo cai para 15%).

O que causou a dramática perda de gelo em 2007?

A queda repentina na extensão do gelo marinho no Ártico em 2007 ultrapassou a maioria das expectativas. A extensão do gelo no verão estava 40% abaixo dos níveis de 1980 e 20% abaixo do recorde inferior, estabelecido em 2005. O principal fator do derretimento de 2007, foi as condições climáticas anormais.

Um padrão anticiclônico se formou no início de junho de 2007, sobre o centro do Oceano Ártico, e persistiu por 3 meses (Gascard 2008). Este fenômeno foi acompanhado de baixas pressões sobre a Sibéria Central e Ocidental. Ventos de sul persistentes, entre os centros de alta e baixa pressão, deram origem a temperaturas mais elevadas ao norte da Sibéria, as quais promoveram o derretimento. O vento também colaborou nesse processo transportando o gelo para longe da costa da Sibéria.

Além disso, as nuvens foram afastadas pelo anticiclone e o céu ficou, predominantemente, mais claro. A nebulosidade reduzida significa mais luz solar chegando até o gelo marinho, promovendo, assim, um forte derretimento do mesmo (Kay 2008).

Tanto os padrões de ventos, quanto de nebulosidade reduzida observados foram considerados anomalias, mas que já haviam sido registradas anteriormente. Padrões semelhantes ocorreram em 1987 e 1977. No entanto, as ocorrências passadas não tiveram o mesmo efeito dramático verificado em 2007. A razão para a perda severa do gelo em 2007 foi que o bloco de gelo já havia sofrido duas décadas de redução na sua área e espessura, fazendo com que o gelo ficasse mais vulnerável às condições climáticas atuais (Nghiem 2007).

Outros estudos sobre as causas do declínio no gelo do oceano Artico

Vinnikov et al. (1999) estimaram a probabilidade do declínio do gelo marinho do Ártico ser um processo natural. Os autores utilizaram dados controle de corridas de longa duração apresentados nos modelos climáticos do Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) e do Hadley Centre (5.000 anos para o modelo do GFDL) para avaliar a probabilidade de que as tendências observadas e previstas pelos modelos, sobre a extensão do gelo marinho do Ártico, tenham ocorrido por acaso como resultado da variabilidade climática natural. Eles descobriram que as principais tendências, com relação à extensão do gelo marinho, apareciam em intervalos de tempo curtos durante as corridas controle, devido apenas à variabilidade natural. Isso sugere que a variabilidade natural não poderia causar grandes mudanças nas tendências de longo prazo no gelo marinho do Ártico.

Atualizando esta análise com os dados registrados até 2011 (não incluindo o recorde de menor extensão de gelo, de 2012), a tendência do declínio do gelo para um período de 32 anos (1979-2011) seria de -530 mil km2 por década, e a tendência para um período de 20 anos seria de -700 mil km2 por década. Usando os resultados de Vinnikov et al., a probabilidade dessas tendências serem causadas unicamente pela variabilidade natural é inferior a 0,1%.

Day et al. (2012) usaram cinco modelos climáticos para tentar quantificar a contribuição das variações naturais nas mudanças do gelo marinho do Ártico. Eles descobriram que apenas 5% a 30% da redução do gelo marinho do Ártico, entre 1979 e 2010, poderia ser atribuída aos ciclos naturais da Oscilação Multidecadal do Atlântico (OMA) e da Oscilação do Ártico (OA), e percentuais ainda menores poderiam ser atribuídos aos ciclos naturais registrados desde 1953, uma vez que estes ciclos tendem a anular-se mutuamente no longo prazo (como Vinnikov também encontrou).

"apesar das elevadas incertezas observacionais da era pré-satélite, é mais provável que a tendência [na extensão do gelo do oceano Ártico] durante esse longo período [1953–2010] esteja ligada a um componente artificial antrópico."

Stroeve et al. (2011) notaram que no período de 2009-2010, a OA estava em uma determinada condição a qual deveria ter resultado no registro de um grande aumento na extensão do gelo marinho do Ártico; o fato de que em 2010 sua extensão estava relativamente baixa é um indício de que o recuo do gelo podia estar sendo causado pelas interferências antrópicas de longo prazo.

"Com base em relações estabelecidas em estudos anteriores, a fase extremamente negativa da Oscilação do Ártico (OA), que caracterizou o inverno de 2009/2010, deveria ter favorecido a retenção de gelo marinho do Ártico através da temporada de derretimento, no verão desse mesmo ano. No entanto, a extensão do gelo em setembro de 2010 terminou sendo o terceiro registro de satélite mais baixo, atrás de 2007 e pouco acima de 2008, reforçando a tendência de queda de longo prazo."

Notz & Marotzke (2012) também encontraram uma correlação muito baixa entre a OA e a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP; linhas amarela e verde, figura 2), com relação à extensão do gelo marinho do Ártico, concluindo que:

"as observações disponíveis são suficientes para, praticamente, excluir a variabilidade interna e a auto-aceleração, juntas, como uma explicação para a tendência de longo prazo observada, e para a magnitude dos recordes mínimos recentemente registrados para o gelo marinho. Em vez disso, o recuo recente é explicado melhor pela sobreposição de uma tendência forçada linear externa com uma variabilidade interna. Para a tendência externa, nós encontramos uma correlação forte, e fisicamente plausível, apenas em um cenário de aumento nas concentrações de CO₂ atmosférico. Nossos resultados, portanto, mostram que a evolução da extensão do gelo marinho no Ártico é consistente com o argumento de que, praticamente com toda certeza, o impacto das mudanças climáticas antrópicas já é observado no gelo marinho do Ártico."

Figura 2: Correlação entre a extensão do gelo marinho em setembro e a concentração de CO2 (vermelho), irradiação solar (azul), índice de ODP (verde), e índice de OA (amarelo). Figura 4 de Notz & Marotzke (2012).

Conclusão

Recentes discussões sobre os ciclos dos oceanos tem focado em como a variabilidade interna pode desacelerar o aquecimento global. Os eventos de derretimento do Ártico, observados em 2007 e 2012, são dois exemplos preocupantes do impacto quando a variabilidade interna aumenta a tendência de aquecimento global de longo prazo. No geral, a literatura científica é bastante clara com relação a que a variabilidade natural por si só não pode explicar o declínio de longo prazo do gelo marinho do Ártico, o qual é, principalmente, devido ao aquecimento global causado pelos humanos.