D5 Detecção e Atribuição

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A detecção e atribuição é a metodologia utilizada para determinar, em primeiro lugar, se o sistema climático sofreu uma mudança estatisticamente significativa e, em segundo lugar, quais são as causas dessa mudança. A detecção compara as tendências observadas com a variabilidade interna que o clima teria na ausência de forçantes externas. Essa variabilidade é estimada por meio de simulações de controle de longo prazo, nas quais nenhuma mudança externa é introduzida. Quando a tendência observada excede claramente o intervalo atribuível a essa variabilidade interna, a mudança é considerada detectada e sua causa pode ser investigada por meio da atribuição.

A atribuição utiliza o método de impressão digital ótima, que compara as observações com padrões espaciais característicos da resposta climática a diferentes forçantes externas, como gases de efeito estufa, aerossóis, atividade solar e atividade vulcânica. As observações são representadas como uma combinação dessas impressões digitais, e a combinação linear que melhor reproduz a mudança registrada é determinada. Dessa forma, a contribuição relativa das diferentes forçantes para a mudança observada pode ser estimada.

O método de detecção ótima aprimora essa comparação buscando maximizar a relação sinal-ruído. Tanto as observações quanto os traços associados aos vários forçamentos são projetados em combinações onde a variabilidade interna do clima é menor. Isso reduz a interferência do ruído climático natural e facilita a distinção dos sinais correspondentes aos diferentes fatores externos.

Uma vez obtida a atribuição, um teste de consistência compara a porção não explicada das observações com a variabilidade interna estimada por meio de simulações de controle. Se esses resíduos forem compatíveis com essa variabilidade, a atribuição é considerada estatisticamente consistente. Além disso, os fatores de escala permitem a avaliação da intensidade dos sinais simulados em relação aos observados. Um fator maior que um indica que o modelo gera um sinal mais fraco do que o observado e, portanto, o subestima; um fator menor que um indica que o sinal simulado é muito intenso e que o modelo o superestima.

Essa mesma lógica pode ser aplicada a fenômenos específicos por meio da atribuição de eventos extremos. Seu objetivo é quantificar o quanto a mudança climática antropogênica modificou a probabilidade ou a intensidade de um evento específico, como uma onda de calor, uma inundação ou uma seca. Para isso, compara-se um mundo factual, correspondente ao clima atual com influência humana, com um mundo hipotético contrafactual no qual essa influência antropogênica não existe.

Uma das métricas utilizadas é a razão de risco atribuível, obtida pela comparação da probabilidade de exceder a intensidade do evento em ambos os mundos. Ela é calculada subtraindo-se de um a razão entre a probabilidade do evento no mundo contrafactual e sua probabilidade no mundo factual. Quanto menos provável o evento fosse sem a influência humana em comparação com sua probabilidade atual, mais próxima de um estará essa razão e maior será a fração de sua probabilidade associada à mudança climática antropogênica. Outra medida comum é o período de retorno, ou seja, o intervalo médio entre eventos de determinada magnitude, que também pode ser comparado entre os cenários factual e contrafactual. A atribuição de eventos extremos, portanto, não afirma simplesmente que a mudança climática pode influenciar um fenômeno, mas busca quantificar o quanto sua probabilidade ou magnitude mudou em comparação com um clima sem influência humana. Da mesma forma, a atribuição climática de longo prazo busca separar quantitativamente as contribuições de diferentes forçantes externas às tendências observadas.

Juntas, a detecção e a atribuição fornecem uma estrutura estatística para passar da observação das mudanças climáticas à identificação quantitativa de suas causas. A detecção estabelece se um sinal excede a variabilidade interna natural; as impressões digitais ideais permitem a separação das contribuições dos gases de efeito estufa, aerossóis e atividade solar e vulcânica; os testes de consistência verificam se os resíduos são compatíveis com a variabilidade interna; e os fatores de escala avaliam a correspondência entre os sinais simulados e observados. Aplicado a eventos extremos, o mesmo princípio nos permite estimar quanta probabilidade ou intensidade desses eventos é atribuível à influência antropogênica e quanta poderia ter ocorrido mesmo em sua ausência.

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