Geleiras, velhos mestres e Galileu: o enigma do frio século XVII

Durante o período conhecido como “Pequena Idade do Gelo” durante o século 17, as temperaturas eram extremamente baixas em grande parte da Europa e no que se tornaria o leste dos Estados Unidos. Obras holandesas da época de Brueghel, van der Neer e outros (Figura 1) mostram pessoas patinando em canais e rios que quase nunca congelam hoje. O gelo era tão prevalente nos mares do norte que os Inuit eram vistos pescando até o sul da Escócia. Os glaciares descem dos Alpes, destruindo fazendas afastadas e ameaçando esmagar aldeias inteiras. Na América do Norte, as tribos nativas se uniram para formar a Liga dos Iroquois, em face do declínio do suprimento de alimentos e outras dificuldades naturais durante esses anos frios.

Figura 1: Pintura de patinadores em um canal congelado.
Figura 1: Esportes em um rio congelado , de Aert van der Neer (cortesia do Metropolitan Museum of Art).

Há muito especula-se que a queda nas temperaturas se deveu a um sol frio sem brilho. Após a popularização do telescópio por Galileu, em 1609, ele e vários outros primeiros astrônomos logo observaram e estudaram as manchas escuras no sol. Essas “manchas solares” foram observadas durante um período dos ciclos de cerca de 11 anos, como acontece hoje (Figura 2), mas depois de 1645, as manchas solares proeminentes quase desapareceram totalmente. Eles reapareceram por volta de 1715 e o ciclo de manchas solares está presente desde então. As décadas com quase nenhuma mancha solar são agora chamadas de Mínimo de Maunder. Medições modernas confirmaram a suposição inicial de que o número de manchas solares está relacionado ao brilho total do Sol.

Fig 2a: Animação das observações de manchas solares do Galileo. 310 kB MPG Fig 2b: Animação de observações modernas de manchas solares. 6,3 MB MPG
Figura 2: Amostras de imagens de animações de observações do sunspor. À esquerda, os desenhos de manchas solares de Galileu de 1611; clique para o filme MPG de 310 kB (cortesia de Albert van Helden, Projeto Galileo , Rice University). À direita, observações modernas de satélites; clique para ver o filme MPG de 6,3 MB (cortesia da NASA / ESA).

A redução na produção solar durante o Mínimo de Maunder foi de cerca de um quarto de um por cento, embora seja difícil determinar exatamente esse valor. Embora isso pareça uma mudança muito pequena, a saída do Sol é tão grande que isso ainda pode ter um impacto considerável. No entanto, não é suficiente mergulhar toda a Terra nas condições do tipo “Pequena Idade do Gelo”. Se o obscuro Sol pode de fato explicar o frio extremo durante o século XVII tem sido, portanto, um enigma.

Com base na modelagem climática, propusemos uma solução para o aparente paradoxo do frio extremo, com apenas um sol marginalmente mais fraco. Em nossas simulações, descobrimos que o brilho reduzido do Sol durante o Mínimo de Maunder provoca mudanças na temperatura média global da superfície de apenas alguns décimos de grau, em linha com a pequena mudança na produção solar. No entanto, o resfriamento regional na Europa e na América do Norte é de 5 a 10 vezes maior devido a uma mudança nos ventos atmosféricos.

Nós comparamos os resultados do modelo climático com as temperaturas da superfície durante a Pequena Idade do Gelo. Como existem pequenos dados de termômetro a partir de então, confiamos em informações indiretas de temperatura de anéis de árvores, núcleos de gelo, corais e registros históricos. As mudanças médias globais de temperatura são pequenas tanto no modelo climático quanto nos dados. Ambos também mostram que as mudanças na temperatura da superfície associadas às mudanças na produção solar exibem oceanos quentes alternados e continentes frios nas latitudes médias do Hemisfério Norte (Figura 3). No modelo, estes ocorrem principalmente através de uma desaceleração na velocidade dos ventos de oeste na superfície da Terra. Um aquecimento maior pelo Sol nos trópicos em relação às altas latitudes causa um fluxo de ar equador-a-pólo, que é virado para o leste pela rotação da Terra.

Figura 3: Mapas de temperatura do N. Hemisphere. Veja a legenda.
Figura 3: Variação anual média da temperatura da superfície (C) devido à mudança da irradiância solar entre o Mínimo Maunder (final do século 17) e um século mais tarde, quando a produção solar retornou a valores relativamente grandes, no modelo climático reconstruções históricas da temperatura (parte inferior). Clique para a versão maior.

Assim, uma redução na quantidade de luz solar que chega ao planeta leva a uma diferença de aquecimento do equador para o pólo mais fraca e, portanto, a ventos mais lentos. O efeito nas temperaturas da superfície é particularmente grande no inverno. Como os oceanos estão relativamente quentes durante o inverno devido ao grande armazenamento de calor, o fluxo diminuído cria um padrão de terra fria / oceano quente (Figura 3) ao reduzir o transporte de ar oceânico quente para os continentes e vice-versa.

Mudanças nesse fluxo de vento têm apenas um pequeno impacto nas temperaturas globais, já que as regiões quentes e frias estão em média, mas elas têm grandes efeitos regionais. Eles também aumentam a frequência de eventos extremos, de modo que a redução modelada nos ventos levaria a muitos dias mais frios na Europa e no leste da América do Norte (que pode se destacar no registro histórico).

Estes resultados começam a reconciliar o antigo dilema de como a mudança na produção solar poderia ter sido muito pequena e ainda ter levado a temperaturas muito mais baixas na Europa e no leste da América do Norte, áreas das quais se origina a evidência histórica da “Pequena Idade do Gelo”. .

SAND-RIO

https://www.giss.nasa.gov/research/briefs/shindell_06/

One Comment

  1. Marcos Vinícius
    Posted 26 março 2018 at 9:06 PM | Permalink

    Não duvido nada se num futuro próximo, a passagem de Drake congelar totalmente


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