A4 Eventos térmicos extremos

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Eventos térmicos extremos abrangem dois fenômenos opostos que compartilham a mesma origem dinâmica na circulação em grande escala: ondas de calor e ondas de frio causadas por vórtices polares. Ondas de calor são períodos de temperaturas anormalmente altas que persistem por dias ou semanas e constituem, entre todos os eventos térmicos extremos, o risco meteorológico que causa a maior mortalidade direta em muitos países.

O principal mecanismo dinâmico que produz ondas de calor é a subsidência que ocorre no braço descendente de um sistema de alta pressão persistente, seja um padrão de bloqueio atmosférico ou uma crista de alta pressão estacionária. Essa subsidência faz com que o ar desça e se comprima, produzindo aquecimento adiabático do ar descendente, o que aumenta a temperatura potencial da camada inferior da atmosfera. O aumento da temperatura potencial da camada inferior seca o solo sob o sistema de alta pressão persistente. O solo seco, por sua vez, reduz a evapotranspiração, que normalmente resfria o ar próximo ao solo. Essa menor evapotranspiração deixa mais energia disponível para continuar aquecendo a camada inferior, reforçando a mesma temperatura potencial que secou o solo em primeiro lugar e, assim, fechando o ciclo de feedback positivo entre solo e temperatura. A subsidência também inibe a convecção, que, em outras condições, poderia resfriar a atmosfera, eliminando a rota de escape natural para o calor acumulado.

Dentro das cidades, esse mesmo aquecimento da camada inferior é amplificado pelo efeito de ilha de calor urbana: as cidades têm menor evapotranspiração porque o pavimento torna o solo impermeável e impede a evaporação da água; elas absorvem mais radiação solar porque seu albedo é baixo e seus cânions urbanos retêm a radiação entre os edifícios; e armazenam mais calor nos materiais de construção do que na vegetação ou no solo natural da zona rural circundante. Devido à combinação desses três fatores, as temperaturas noturnas dentro da cidade podem ser entre cinco e oito graus mais altas do que na zona rural circundante, uma diferença grande o suficiente para impedir que o corpo humano recupere sua temperatura corporal à noite, o que, em condições normais, depende da queda da temperatura durante a noite.

Com as mudanças climáticas, as ondas de calor não apenas mantêm esse mecanismo de retroalimentação da subsidência e da temperatura do solo, mas também aumentam em frequência, duração e intensidade em todas as regiões, multiplicando o impacto das ondas de calor dentro do espectro geral de eventos climáticos extremos.

O segundo tipo de evento climático extremo, as ondas de frio causadas por incursões polares, segue uma lógica diferente, mas deriva do mesmo tipo de perturbação na circulação em grande escala: ocorre quando o vórtice polar estratosférico enfraquece ou quando ondas de Rossby amplificadas conseguem atrair ar ártico e empurrá-lo em direção às latitudes médias. À medida que o ar ártico desce em direção às latitudes médias, chega com uma temperatura potencial entre dez e vinte graus inferior à temperatura ambiente da região que atinge. Essa diferença significativa é o que produz geadas destrutivas em regiões onde esse frio não é típico.

O que torna essas incursões de ar ártico mais frequentes é, paradoxalmente, o próprio aquecimento do planeta: a amplificação ártica faz com que o polo aqueça de duas a quatro vezes mais rápido do que a média global, e esse aquecimento polar mais rápido reduz o gradiente de temperatura meridional entre o Ártico e as latitudes médias. Quando o gradiente de temperatura meridional é reduzido, o vórtice polar estratosférico perde parte da força que normalmente o mantém confinado, enfraquecendo-se mais facilmente. Essa fragilidade é precisamente o que permite que o ar ártico escape com mais frequência em direção às latitudes médias.

Assim, eventos térmicos extremos acabam sendo duas faces da mesma moeda do mesmo sistema climático: ondas de calor, sustentadas pela subsidência, pelo feedback da temperatura do solo e pela amplificação urbana, elevam as temperaturas muito acima do normal e são a causa direta mais significativa de mortalidade entre os riscos climáticos; ondas de frio provenientes de incursões polares, sustentadas pelo enfraquecimento do vórtice polar estratosférico e exacerbadas pela própria amplificação ártica, produzem geadas destrutivas em regiões despreparadas para tal frio. Ambos os extremos — calor e frio — mostram que eventos térmicos extremos dependem não tanto da quantidade de energia que o planeta possui em média, mas sim de como essa energia está distribuída entre a superfície, a baixa atmosfera e o vórtice polar em um dado momento.

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