2020 está a caminho de ser o ano mais quente já registrado



Zeke Hausfather | Doutorado em ciências climáticas pela University of California, Berkeley. Colaborador do Carbon Brief. 

Embora este ano seja memorável por muitas razões, agora é mais provável que 2020 também seja o ano mais quente para a superfície da Terra desde que os registros confiáveis começaram em meados do Século 19.

Isso é ainda mais notável porque não terá nenhum grande evento El Niño – um fator que contribuiu para a maioria dos anos quentes recordes anteriores. No entanto, faltando três meses, ainda há alguma incerteza. Há uma chance de que um crescente La Niña no Pacífico tropical pode levar a temperaturas mais frias levando a um segundo lugar – pelo menos em alguns dos registros de temperatura global produzidos por diferentes grupos de pesquisadores ao redor do mundo.

Os primeiros nove meses do ano viram concentrações recordes dos principais gases de Efeito Estufa – CO2, metano e óxido nitroso – na atmosfera. A extensão do gelo marinho do Ártico atingiu níveis baixos recordes durante a maior parte do verão e o mínimo do verão foi o segundo mais baixo registrado depois de 2012.

Embora os registros climáticos sejam uma referência útil para destacar o aquecimento do Planeta, a mudança nas temperaturas, no gelo marinho e em outros fatores climáticos ao longo do tempo são muito mais importantes do que se qualquer ano estabelecer um novo recorde. 

Tem havido uma tendência clara de aquecimento nos últimos 50 anos, junto com dicas em alguns conjuntos de dados de aceleração potencial nos últimos anos. Da mesma forma, a extensão e o volume do gelo marinho estão diminuindo claramente com o tempo.

As temperaturas da superfície mostram um calor recorde

Os primeiros nove meses de 2020 foram extremamente quentes. Carbon Brief analisou registros de seis grupos de pesquisa diferentes que relatam registros de temperatura global da superfície: NASA; NOAA; Met Office Hadley Center / UEA; Berkeley Earth; Cowtan e Way; e Copernicus / ECMWF.

A figura abaixo mostra as anomalias de temperatura – mudanças em relação à temperatura média de 1981-2010 – para cada ano desde 1970, juntamente com a média dos primeiros nove meses de 2020. (Nota: no momento da escrita, os dados de Setembro ainda não estavam disponíveis para os registros de temperatura Hadley / UEA ou Cowtan and Way.)

Temperaturas superficiais médias globais anuais da NASA GISTEMP, NOAA GlobalTemp, Hadley / UEA HadCRUT4, Berkeley Earth, Cowtan and Way e Copernicus / ECMWF (linhas), junto com as temperaturas de 2020 até o momento (Janeiro-Setembro, pontos coloridos) Anomalias plotadas em relação a uma linha de base de 1981-2010. Gráfico por Carbon Brief usando Highcharts.

Os registros de temperatura da superfície mostraram cerca de 0,9°C de aquecimento desde 1970, uma taxa de aquecimento de cerca de 0,18°C por década. Durante 2020, muitos dos meses estabeleceram novos recordes de temperatura, embora os resultados variem um pouco entre os conjuntos de dados devido às diferentes observações usadas, ajustes para mudanças nas técnicas de medição ao longo do tempo e métodos para preencher as lacunas entre as medições.

A tabela abaixo mostra a classificação dos meses – com “1º” indicando a temperatura mais quente registrada para aquele mês. Os meses que foram os mais quentes ou empatados para os mais quentes registrados são destacados em verde.

 NASA GISTEMPHadley / UEA HadCRUT4NOAA GlobalTempBerkeley EarthCowtan & WayCopernicus / ECMWF
Jan 
Fev 
Mar 
Abr 
Maio 
Junho 1o *
Julho 
Agosto 
Set 
Classificações das temperaturas de 2020 por mês em diferentes conjuntos de dados. Observe que Hadley, Berkeley e Cowtan and Way to back to 1850, NASA e NOAA remontam a 1880 e o Copernicus / ECMWF só está disponível desde 1979. * Junho de 2020, os dados da NASA estão exatamente vinculados ao primeiro de 2019.

Seis dos nove meses em 2020 – Janeiro, Abril, Maio, Junho, Julho e Setembro – viram temperaturas recordes em pelo menos um dos conjuntos de dados de temperatura da superfície global. Todos os meses do ano viram o segundo mais quente ou o mais quente em pelo menos um conjunto de dados e nenhum conjunto de dados tem meses abaixo do quarto mais quente já registrado.

A figura abaixo mostra como as temperaturas até agora em 2020 (linha vermelha) se comparam aos anos anteriores (linhas cinzas) no conjunto de dados GISTEMP da NASA (usando sua nova versão 4 ). Ele mostra a temperatura do ano até a data para cada mês do ano, de Janeiro até a média anual completa.

Temperaturas acumuladas no ano para cada mês de 2012 a 2020 da NASA GISTEMP. Anomalias plotadas em relação a uma linha de base de 1981-2010. Gráfico por Carbon Brief usando Highcharts.

Enquanto o calor de 2016 foi impulsionado por um super evento El Niño que desapareceu no final do ano, 2020 foi notável porque seu calor excepcional no início do ano aconteceu durante condições neutras do El Niño.

É provável que um evento crescente de La Niña no Pacífico tropical deprima modestamente as temperaturas nos próximos meses, mas seu principal efeito será sentido em 2021, já que as temperaturas globais tendem a ficar atrás das da região de El Niño do Pacífico em cerca de três meses.

Embora seja um desafio prever o curso dos eventos La Niña e El Niño, isso torna provável que 2021 seja pelo menos um pouco mais frio do que 2020.

A figura abaixo, que mostra uma gama de modelos de previsão ENSO produzidos por diferentes grupos científicos, com a média para cada tipo de modelo mostrado por linhas grossas em vermelho, azul e verde. Os valores positivos acima de 0,5°C refletem as condições do El Niño, enquanto os valores negativos abaixo de -0,5° refletem as condições do La Niña.

Modelos de previsão do El Niño Oscilação Sul (ENSO) para períodos de três meses na região Niño3.4 (Março, Abril, Maio – MAM – e assim por diante). Crédito: previsão de CPC / IRI ENSO forecast

Atualizando previsões de temperatura para 2020

Usando os dados dos primeiros nove meses do ano, além das condições ENSO passadas e futuras previstas, o Carbon Brief produziu uma previsão de onde as temperaturas de 2020 provavelmente cairão para cada registro diferente de temperatura de superfície.

Os resultados são mostrados na figura abaixo. As temperaturas anuais entre 1979 e 2019 são mostradas em preto para cada registro, enquanto a faixa provável (intervalo de confiança de 95%) da temperatura anual de 2020 com base nos primeiros seis meses do ano é mostrada pela barra vermelha (consulte a nota metodológica no fim para detalhes).

Temperaturas superficiais médias globais anuais e estimativas de 2020 da NASA GISTemp, NOAA GlobalTemp ,Hadley / UEA HadCRUT4, Berkeley Earth e Copernicus / ECMWF. Anomalias plotadas em relação a uma linha de base de 1981-2010. Consulte a nota metodológica abaixo para obter detalhes. Gráfico por Carbon Brief usando Highcharts.

A probabilidade de 2020 cair na tabela de classificação dos anos mais quentes com base nas temperaturas até agora neste ano é mostrada na tabela abaixo.

 NASA GISTEMP Hadley / UEA HadCRUT4 NOAA GlobalTemp Berkeley Earth Cowtan & Way Copernicus / ECMWF 
 83%61%52%55%
 17%39%48%43%
 1%0%0%2%
 0%0%0%0%
Probabilidades estimadas da classificação de temperatura de 2020 para cada conjunto de dados, com o resultado mais provável em negrito. Observe que essas probabilidades não incluem incerteza de medição para cada registro, apenas a melhor estimativa. Valores ausentes representam conjuntos de dados que ainda não relataram suas temperaturas de setembro. Veja a nota metodológica ao final para maiores detalhes.

Nos três meses desde o último relatório trimestral sobre o estado do clima do Carbon Brief, a probabilidade de que 2020 seja o ano mais quente já registrado caiu nos conjuntos de dados da NASA e do Copernicus, mas aumentou nos conjuntos de dados NOAA e Berkeley. A NOAA, em particular, foi de 2020 com apenas 43% de chance de estabelecer um novo recorde para 61% de chance (o próprio modelo da NOAA dá ao seu conjunto de dados uma chance ligeiramente maior de 65%).

Da mesma forma, agora há apenas uma chance extremamente pequena de que 2020 não seja nem o mais quente nem o segundo ano mais quente (depois de 2016) registrado em todos os conjuntos de dados relatados atualmente.

A cada mês de dados adicionais, a incerteza na temperatura anual esperada para 2020 diminui, pois há menos meses restantes para alterar a média. A figura abaixo ilustra esse fenômeno, mostrando a melhor estimativa (vermelho) e a faixa de incerteza (bigodes pretos) para 2020, as temperaturas anuais mudaram ao longo do ano conforme cada mês adicional de dados se tornava disponível.

Temperaturas superficiais médias globais anuais do Copernicus / ECMWF para 2016 (linha azul), 2019 (ponto preto) e projeções feitas em cada mês do ano (pontos vermelhos e bigodes pretos). Gráfico por Carbon Brief.

Temperatura atual em linha com as projeções do modelo

Os modelos climáticos fornecem estimativas baseadas na física do aquecimento futuro, dadas as diferentes suposições sobre emissões futuras, concentrações de gases de efeito estufa e outros fatores que influenciam o clima.

A figura abaixo mostra a gama de previsões de modelos individuais apresentados no quinto relatório de avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) – conhecidos coletivamente como modelos CMIP5 – entre 1970 e 2020, com sombreado cinza e a projeção média em todos os modelos mostrados em preto. Os registros individuais de temperatura observacional são representados por linhas coloridas.

Nestes modelos, as estimativas de temperaturas anteriores a 2005 são um “hindcast” usando influências climáticas anteriores conhecidas, enquanto as temperaturas projetadas após 2005 são uma “previsão” baseada em uma estimativa de como as coisas podem mudar.

Temperatura média global da superfície de 12 meses a partir de modelos CMIP5 e observações entre 1970 e 2020. Os modelos usam forçantes RCP4.5 depois de 2005. Eles incluem temperaturas da superfície do mar sobre os oceanos e temperaturas do ar na superfície da terra para corresponder ao que é medido por observações. Anomalias plotadas em relação a uma linha de base de 1981-2010. Gráfico por Carbon Brief usando Highcharts.

Embora as temperaturas globais estivessem um pouco abaixo do ritmo de aquecimento projetado pelos modelos climáticos entre 2005 e 2014, os últimos anos ficaram bem próximos da média do modelo. Isso é particularmente verdadeiro para registros de temperatura globalmente completos, como NASA, Berkeley Earth e a reanálise Copernicus / ECMWF, que incluem estimativas de temperatura para todo o Ártico. Nos últimos meses, as temperaturas ficaram um pouco acima da média do modelo.

Concentrações de gases de Efeito Estufa atingem níveis recordes

As concentrações de gases de Efeito Estufa atingiram um novo máximo em 2020, impulsionadas pelas emissões humanas de combustíveis fósseis, uso da terra e agricultura.

Três gases de Efeito Estufa – CO2, metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) – são responsáveis pela maior parte do calor adicional retido pelas atividades humanas. O CO2 é de longe o maior fator, respondendo por cerca de 50% do aumento do “forçamento radiativo” desde o ano de 1750. O metano é responsável por 29%, enquanto o N2O é responsável por cerca de 5%. Os 16% restantes vêm de outros fatores, incluindo monóxido de carbono, carbono negro e halocarbonos, como CFCs.

As emissões humanas de gases de Efeito Estufa aumentaram as concentrações atmosféricas de CO2, metano e óxido nitroso para seus níveis mais altos em pelo menos alguns milhões de anos – se não mais.

A figura abaixo mostra as concentrações desses gases de Efeito Estufa – em partes por milhão (ppm) para CO2 e partes por bilhão (ppb) para metano e óxido nitroso – desde o início dos anos 1980 até junho de 2020 (os dados mais recentes disponíveis atualmente).

Concentrações globais de CO2, metano (CH4) e óxido nitroso (N2O). Com base em dados do Laboratório de Pesquisa de Sistemas Terrestres da NOAA. Observe que os eixos “y” não começam em zero. Gráfico por Carbon Brief usando Highcharts.

A concentração atmosférica de CH4 começou a aumentar novamente em 2006 após um patamar de 1999. Ela aumentou ainda mais desde 2014, com um crescimento quase linear de 8ppb a cada ano desde então. Ao contrário do CO2 e do N2O, o CH4 tem uma vida atmosférica relativamente curta e não se acumula na atmosfera a longo prazo. Isso significa que – em uma primeira aproximação – o nível de CH4 na atmosfera é diretamente proporcional ao nível de emissões na última década. Se as emissões permanecerem estáveis, o CH4 atmosférico ficará estável, enquanto o aumento das emissões aparecerá como aumento do CH4 atmosférico. Se as emissões de CO2 e N2O permanecerem estáveis, por outro lado, as concentrações atmosféricas continuarão a aumentar.

Embora existam algumas complicações em torno das mudanças na capacidade da atmosfera de remover CH4 ao longo do tempo (por meio de interações com a molécula OH), o aumento nas concentrações de metano nos últimos anos sugere fortemente que as emissões globais de CH4 também têm aumentado.

O gelo do mar Ártico atinge o segundo menor mínimo no verão

A extensão do gelo marinho do Ártico esteve em níveis extremamente baixos durante grande parte do verão de 2020, estabelecendo novos recordes todos os dias durante o mês de julho. Esses registros referem-se à era dos satélites de observação polar, que começou no final dos anos 1970.

O mínimo do verão – que normalmente ocorre no final de Setembro – foi o segundo menor já registrado. A recuperação do gelo marinho também foi extraordinariamente lenta no Ártico este ano, com o gelo marinho em meados de Outubro em níveis recorde para esta época do ano.

A extensão do gelo marinho da Antártica estava próxima da média de longo prazo nos primeiros 10 meses de 2020.

A figura abaixo mostra a extensão do gelo marinho do Ártico e da Antártica em 2020 (linhas sólidas em vermelho e azul), a faixa histórica registrada entre 1979 e 2010 (áreas sombreadas) e os mínimos históricos (linha preta pontilhada). Ao contrário dos registros de temperatura global, os dados do gelo marinho são coletados e atualizados diariamente, permitindo que a extensão do gelo marinho seja visualizada até o presente.

Extensão diária do gelo marinho do Ártico e da Antártica do Centro de Dados Nacional de Neve e Gelo dos EUA. As linhas em negrito mostram os valores diários de 2020, a área sombreada indica os dois intervalos de desvio padrão em valores históricos entre 1979 e 2010. As linhas pretas pontilhadas mostram os mínimos recordes para cada pólo. Gráfico por Carbon Brief usando Highcharts.

A figura abaixo mostra um declínio claro e constante no gelo do mar Ártico desde o final dos anos 1970, com cores mais escuras (anos anteriores) no topo e cores mais claras (anos mais recentes) muito mais baixas.

O declínio do gelo marinho no verão foi particularmente acentuado. Este ano, houve apenas metade do gelo marinho durante o mínimo de setembro em 2020 do que no final dos anos 1970 e início dos anos 1980.

Extensão semanal do gelo marinho do Ártico e da Antártica do Centro de Dados Nacional de Neve e Gelo dos EUA de 1979 a meados de outubro de 2020. Gráfico por Carbon Brief usando Highcharts.

No entanto, a extensão do gelo marinho conta apenas parte da história. Além de diminuir a extensão do gelo, o gelo marinho que resta tende a ser mais jovem e mais fino do que o que costumava cobrir a região.

A figura abaixo, usando dados do Sistema Pan-Ártico de Modelagem e Assimilação do Oceano de Gelo (PIOMAS), mostra a espessura do gelo do mar Ártico para cada ano entre 1979 e 2020. O volume do gelo marinho foi o quarto menor já registrado em 2020, e houve tem havido uma clara tendência de queda no volume do gelo marinho nas últimas décadas.

Anomalias de volume do gelo marinho do Ártico de 1979 a setembro de 2020 de PIOMAS

Nota Metodológica

Um modelo de regressão multivariada estatística foi usado para estimar a faixa de temperaturas anuais de 2020 para cada grupo que fornece um registro de temperatura. Este modelo usou a temperatura média ao longo dos primeiros nove meses do ano, o último valor de temperatura mensal (Setembro de 2020), o valor médio da região ENSO 3.4 durante os primeiros nove meses do ano e o valor médio previsto de ENSO 3.4 durante os últimos três meses do ano para estimar as temperaturas anuais. O modelo foi treinado na relação entre essas variáveis e as temperaturas anuais durante o período de 1950 a 2019 (ou 1979 a 2019 para o conjunto de dados de reanálise do Copernicus / ECMWF) O modelo então usa esse ajuste para prever o valor anual mais provável de 2020 para cada grupo, bem como o intervalo de confiança de 95%. Os valores da região ENSO 3.4 previstos para os últimos seis meses de 2020 são retirados da previsão média do modelo NMME.

A probabilidade percentual de diferentes classificações anuais para 2020 é estimada usando a saída do modelo de regressão, assumindo uma distribuição normal dos resultados. Isso nos permite estimar qual porcentagem dos possíveis valores anuais de 2020 estão acima e abaixo das temperaturas dos anos anteriores para cada grupo.

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