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All IPCC definitions taken from Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Annex I, Glossary, pp. 941-954. Cambridge University Press.

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Desenvolvendo modelos de sensibilidade climática a partir de medições de satélite

O que a ciência diz...

A análise de Lindzen tem várias falhas, como avaliar somente os dados dos trópicos. Vários estudos independentes usando dados de satélite de quase todo o globo chegaram a um feedback positivo e a uma sensibilidade climática alta.

Argumento cético...

Lindzen e Choi identificaram uma sensibilidade climática baixa

Os feedbacks climáticos são estimados a partir das flutuações na radiação emitida da versão mais recente dos dados não-digitais do Earth Radiation Budget Experiment (ERBE). Aparentemente, para os trópicos, os fluxos observados de radiação emitida aumentam com o aumento das temperaturas na superfície do mar (SSTs). O comportamento observado nos fluxos de radiação implica em processos de feedbacks negativos associados a uma sensibilidade climática relativamente baixa. Esse comportamento é oposto a 11 modelos atmosféricos obtidos pelas mesmas temperaturas na superfície do mar. (Lindzen 2009)

Sensibilidade climática é uma medida de quanto o nosso clima responde ao desequilíbrio energético. A definição mais comum é a mudança na temperatura global se a quantidade de CO2 atmosférico duplicasse. Se não houvessem feedbacks, a sensibilidade climática seria de cerca de 1°C. Mas sabemos que há vários feedbacks, positivos e negativos. Então, como determinar o feedback líquido? Uma solução empírica é observar como o nosso clima responde às mudanças na temperatura. Nós temos medições de satélite do balanço das radiações e medições de temperatura da superfície. Colocar as duas juntas nos daria uma indicação do feedback líquido.

Um artigo que tenta fazer isso é On the determination of climate feedbacks from ERBE data (Lindzen et al 2009). Os autores analisaram a temperatura da superfície do mar nos trópicos (20° Sul até 20° Norte) de 1986 a 2000. Especificamente, eles analisaram períodos onde as mudanças nas temperaturas foram maiores do que 0,2°C, destacadas em vermelho e azul (Figura 1).

Figura 1: Temperaturas mensais da superfície do mar entre 20° Sul e 20° Norte. Períodos com mudanças de temperaturas maiores do que 0,2°C foram destacadas em vermelho e azul (Lindzen et al 2009).

Lindzen et al também analisaram as medições das radiações emitidas nesses períodos. Como as temperaturas de curto prazo da superfície dos mares tropicais são amplamente direcionadas pelo El Niño Oscilação Sul, as mudanças na radiação emitida dão uma ideia de como o clima responde às mudanças na temperatura. A análise identificou que à medida que a temperatura aumenta, mais radiação escapa para o espaço. Eles concluíram que o feedback líquido é negativo e que nosso planeta tem uma sensibilidade climática baixa de cerca de 0,5°C.

Desmascarado por Trenberth

No entanto, uma resposta a esse artigo, Relationships between tropical sea surface temperature and top-of-atmosphere radiation (Trenberth et al 2010) revelou várias lacunas na análise de Lindzen et al. Parece que a baixa sensibilidade climática resultante é fortemente dependente da escolha do início e final dos períodos analisados por eles. Pequenas mudanças na escolha das datas alteram completamente o resultado. Essencialmente, o início e o final podem ser ajustados para obter o resultado que se deseja.

Figura 2: Intervalos de aquecimento (vermelho) e resfriamento (azul) das SST tropicais (20°N – 20°S) usadas por Lindzen et al 2009 (círculos sólidos) e uma seleção alternativa proposta a partir de uma abordagem objetiva (círculos abertos) (Trenberth et al 2010).

Desmascarado por Murphy

Outra importante falha na análise de Lindzen et al. é que eles tentaram calcular a sensibilidade climática global a partir de dados das regiões tropicais. Os trópicos não são um sistema fechado - uma grande quantidade de energia é trocada entre os trópicos e os subtrópicos. Para calcular a sensibilidade climática global de forma apropriada, são necessárias observações globais.

Isso é confirmado por outro artigo publicado no início de maio (Murphy 2010). Esse artigo descobriu que pequenas mudanças no transporte de calor entre os trópicos e os subtrópicos podem sobrecarregar o sinal tropical. Eles concluíram que a sensibilidade climática deve ser calculada a partir de dados globais.

Desmascarado por Chung

Além disso, outro artigo reproduziu a análise de Lindzen et al 2009 e comparou-a com resultados obtidos a partir de dados globais (Chung et al 2010). Os dados globais chegaram a um feedback positivo líquido e os autores concluíram que o oceano tropical não é uma região adequada para determinar a sensibilidade climática global.

Desmascarado por Dessler

Dessler (2011) encontrou vários erros em Lindzen and Choi (2009) (revisado rapidamente como Lindzen & Choi [2011]). Primeiro, a fórmula matemática de Lindzen e Choi para calcular o balanço energético da Terra pode ter violado as leis da termodinâmica - admitindo uma situação impossível na qual o aquecimento do oceano seria capaz de causar o aquecimento do oceano. Segundo, Dessler descobriu que o aquecimento do sistema climático através do transporte de calor do oceano é aproximadamente 20 vezes maior do que a mudança no fluxo de energia no topo da atmosfera (TOA) devido às mudanças na cobertura de nuvens. Lindzen e Choi consideraram uma relação próxima de 2 - uma ordem de magnitude muito pequena.

Terceiro, Lindzen e Choi plotaram o tempo de regressão para a mudança no fluxo de energia do TOA causado pelas mudanças na cobertura de nuvens vs mudanças nas temperaturas da superfície do mar. Eles encontraram as maiores inclinações negativas na regressão quando as mudanças na cobertura de nuvens aconteciam antes das mudanças nas temperaturas da superfície do mar, e inclinações positivas quando as temperaturas mudavam primeiro, concluindo que as nuvens devem estar causando o aquecimento global.

Contudo, Dessler também plotou os resultados em um modelo climático e também encontrou inclinações negativas no tempo de regressão quando as mudanças nas nuvens levavam a mudanças nas temperaturas. Fundamentalmente, as temperaturas da superfície do mar são especificadas pelos modelos. Isso significa que nesses modelos, as nuvens respondem às mudanças na temperatura da superfície do mar, mas não o inverso. Isso sugere que a defasagem nos resultados encontrada por Lindzen e Choi é, na verdade, um resultado das variações  na circulação atmosférica direcionadas pelas mudanças na temperatura da superfície do mar e, ao contrário do que Lindzen afirmou, não há evidências de que as nuvens estão causando as mudanças climáticas, visto que nos modelos que replicaram com sucesso a defasagem nuvem-temperatura, as temperaturas não poderiam ser direcionadas pelas mudanças nas nuvens.

Repetindo em 2011

Lindzen e Choi tentaram enfrentar algumas das críticas ao seu artigo de 2009 em uma nova versão submetida em 2011 (LC11), depois o próprio Lindzen chegou ao ponto de admitir que o artigo de 2009 continha "alguns erros estúpidos...Foi embaraçoso." Contudo, o LC11 não abordou a maioria dos principais comentários e resultados contraditórios do artigo de 2009.

Primeiro, Lindzen e Choi submeteram o LC11 à Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), depois adicionaram alguns dados do Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES).

Os editores da PNAS enviaram o LC11 para quatro revisores, que apresentaram os comentários disponíveis aqui. Dois desses revisores foram selecionados por Lindzen, e outros dois pelo Conselho da PNAS. Todos os quatro revisores foram unânimes em afirmar que, apesar do assunto do artigo ser de interesse, suficiente para garantir uma publicação na PNAS, o artigo não tinha a qualidade adequada, e as conclusões não se justificavam. Apenas um dos quatro revisores considerou que os procedimentos foram adequadamente descritos no artigo.

O revisor 1 comentou,

"O artigo está baseado em...premissas básicas não testadas e fundamentalmente falhas sobre a sensibilidade climática global"

As falhas remanescentes no LC11 incluíam:

  • Presumir que as correlações observadas nos trópicos refletem os feedbacks climáticos globais.
  • Focar em mudanças tropicais locais de curto prazo que podem não ser representativas do equilíbrio na sensibilidade climática já que, por exemplo, o feedback do albedo do derretimento polar não é, obviamente, refletido nos trópicos.
  • Explicar a metodologia inadequadamente sem detalhes suficientes para permitir a reprodução de suas análises e resultados.
  • Fracassar na explicação da maioria dos resultados contraditórios usando os mesmos dados ou dados similares (Trenberth, Chung, Murphy e Dessler).
  • Tratar as nuvens como gatilho interno das mudanças climáticas, ao invés de tratar as mudanças na cobertura de nuvens apenas como um feedback climático (como a maioria dos cientistas tratam), sem apresentar nenhuma justificativa real para isso.

Como resultados dessas questões fundamentais, a PNAS rejeitou o artigo, o qual foi subsequentemente publicado pelos autores em uma revista Coreana pouco conhecida, a Asia-Pacific Journal of Atmospheric Science. 

Totalmente desmascarado

Um entendimento completo do clima requer que levemos em conta todo um conjunto de evidências. No caso da sensibilidade climática e dados de satélites, é requerido um conjunto de dados globais, não só dos trópicos. Da mesma forma, para ter uma visão mais ampla, um artigo também deve ser visto como parte do contexto do conjunto de pesquisas revisadas por pares. Uma grande quantidade de artigos focados em diferentes períodos da história da Terra, independentemente e empiricamente, converge em uma resposta consistente - a sensibilidade climática gira em torno de 3°C, implicando um feedback líquido positivo.

Última atualização em 6 de Julho de 2012 por dana1981. Ver Arquivos

 

Vídeo adicional

Andrew Dessler explica de forma relativamente simples os resultados de seu artigo de 2011:

Translation by claudiagroposo, . View original English version.



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