Se a energia do sol variar apenas 0,1% durante o ciclo solar de 11 anos, uma variação tão pequena pode causar grandes mudanças nos padrões climáticos da Terra? Sim, dizem pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR) que usaram mais de um século de observações climáticas e três poderosos modelos de computador em seu estudo. Eles descobriram conexões sutis entre o ciclo solar, a estratosfera e o Oceano Pacífico tropical que trabalham em sincronia para gerar padrões climáticos periódicos que afetam grande parte do globo. Os cientistas dizem que isso ajudará a prever a intensidade de certos fenômenos climáticos, como as monções indianas e as chuvas tropicais no Pacífico, com anos de antecedência.
"O Sol, a estratosfera e os oceanos estão conectados de maneiras que podem influenciar eventos como chuvas de inverno na América do Norte", diz o cientista do NCAR Gerald Meehl, principal autor. "Compreender o papel do ciclo solar pode fornecer informações adicionais, à medida que os cientistas trabalham na previsão de padrões climáticos regionais para as próximas duas décadas".
O novo estudo analisou a conexão entre o impacto do Sol em duas regiões aparentemente não relacionadas. Os produtos químicos na estratosfera e as temperaturas da superfície do mar no Oceano Pacífico respondem durante o máximo solar de uma maneira que amplia a influência do Sol em alguns aspectos do movimento do ar. Isso pode intensificar ventos e chuvas, alterar as temperaturas da superfície do mar e a cobertura de nuvens sobre certas regiões tropicais e subtropicais e, finalmente, influenciar o clima global.
A equipe confirmou pela primeira vez uma teoria anterior, de que o ligeiro aumento da energia solar durante o pico de produção de manchas solares é absorvido pelo ozônio estratosférico. A energia aquece o ar na estratosfera sobre os trópicos, onde a luz solar é mais intensa, além de estimular a produção de ozônio adicional que absorve ainda mais energia solar. Como a estratosfera aquece de maneira desigual, com o aquecimento mais pronunciado ocorrendo em latitudes mais baixas, os ventos estratosféricos são alterados e, através de uma cadeia de processos interconectados, acabam fortalecendo a precipitação tropical.
Ao mesmo tempo, o aumento da luz solar no máximo solar causa um ligeiro aquecimento das águas da superfície do oceano em todo o Pacífico subtropical, onde as nuvens de bloqueio do sol são normalmente escassas. Essa pequena quantidade de calor extra leva a mais evaporação, produzindo vapor de água adicional. Por sua vez, a umidade é transportada pelos ventos alísios para as áreas normalmente chuvosas do Pacífico tropical ocidental, alimentando chuvas mais fortes e reforçando os efeitos do mecanismo estratosférico.
A influência de cima para baixo da estratosfera e a influência de baixo para cima do oceano trabalham juntas para intensificar esse ciclo e fortalecer os ventos alísios. À medida que mais luz do sol atinge áreas mais secas, essas mudanças se reforçam, levando a menos nuvens nos subtrópicos, permitindo que mais luz solar atinja a superfície e produzindo um ciclo de feedback positivo que amplia ainda mais a resposta climática.
Essas respostas estratosféricas e oceânicas durante o máximo solar mantêm o leste equatorial do Pacífico ainda mais frio e seco do que o habitual, produzindo condições semelhantes a um evento de La Nina. No entanto, o resfriamento de cerca de 1-2 graus Fahrenheit está focado mais a leste do que em um típico La Nina, tem apenas a metade da força e está associado a diferentes padrões de vento na estratosfera.
A resposta da Terra ao ciclo solar continua por um ano ou dois após o pico da atividade das manchas solares. O padrão semelhante ao de La Nina, desencadeado pelo máximo solar, tende a evoluir para um padrão semelhante ao El Nino, à medida que correntes lentas substituem a água fria sobre o Pacífico tropical oriental por águas mais quentes. A resposta do oceano é apenas cerca da metade da intensidade do El Niño e o calor defasado não é tão consistente quanto o padrão semelhante ao de La Nina, que ocorre durante os picos do ciclo solar.
O máximo solar pode potencialmente aprimorar um verdadeiro evento de La Nina ou amortecer um verdadeiro evento de El Nino. O La Nina de 1988-89 ocorreu perto do pico do máximo solar. Que La Nina se tornou extraordinariamente forte e foi associada a mudanças significativas nos padrões climáticos, como um inverno extraordinariamente ameno e seco no sudoeste dos Estados Unidos.
As monções indianas, as temperaturas da superfície do mar e as precipitações do Pacífico e outros padrões climáticos regionais são impulsionados em grande parte pelo aumento e pela queda do ar nos trópicos e subtropicais da Terra. Portanto, o novo estudo pode ajudar os cientistas a usar as previsões do ciclo solar para estimar como essa circulação e os padrões climáticos regionais relacionados a ela podem variar nas próximas dez ou duas décadas.
A equipe usou três modelos de computador diferentes para analisar todas as variáveis e cada um apresentou o mesmo resultado, que mesmo uma pequena variabilidade na energia do sol poderia ter efeitos profundos na Terra.
"Com a ajuda do aumento do poder computacional e dos modelos aprimorados, além de descobertas observacionais, estamos descobrindo mais sobre como os mecanismos se combinam para conectar a variabilidade solar ao clima e ao clima", diz Meehl.
A pesquisa da equipe foi publicada no Journal Ciência.
