Como rios atmosféricos influenciam ondas de calor marinhas no oceano

As ondas de calor marinhas costumam ser atribuídas a poucas causas conhecidas - como sistemas de alta pressão e mudanças nas correntes oceânicas. Rios atmosféricos quase nunca entram nessa lista, apesar de cruzarem repetidamente as mesmas águas.

Em geral, as pessoas só percebem esses “rios” quando um deles finalmente alcança o continente. O que acontece durante a maior parte do seu percurso, muito longe da costa e sobre o oceano aberto, recebeu bem menos atenção.

Rios no céu

Rios atmosféricos são faixas longas e estreitas, com vapor de água muito concentrado, que atravessam o céu por milhares de quilômetros. Em terra firme, os seus efeitos já são bem conhecidos.

Ao colidirem com cadeias montanhosas, eles descarregam a humidade, provocando enchentes no oeste da América do Norte e na Europa. Por isso, grande parte dos estudos priorizou os danos costeiros, e não o longo trecho oceânico por onde esses sistemas passam.

Dois cientistas do clima da Duke University, Suqiong Hu e Shineng Hu, decidiram olhar para essa parte esquecida da história. A pergunta deles era direta: o que os rios atmosféricos fazem enquanto ainda estão em pleno mar?

Calor abaixo da superfície

Longe da costa, por vezes o oceano fica anormalmente quente. Uma área do mar pode permanecer mais quente do que o normal por dias, semanas ou até meses. Esses episódios são chamados de ondas de calor marinhas.

Os impactos podem ser graves sob a superfície: há mortalidade de organismos marinhos, prejuízos para a pesca e efeitos económicos em comunidades costeiras. Um estudo independente concluiu que, ao longo do último século, essas ondas de calor ficaram mais longas e mais frequentes.

Como os oceanos já absorveram mais de 90% do calor adicional associado ao efeito de estufa, o “pano de fundo” continua a aquecer. Esse aumento de base torna as ondas de calor mais prováveis, mas ainda é difícil apontar o que empurra uma região específica do mar para um evento extremo.

Rios atmosféricos em alto-mar

Os rios atmosféricos passam a maior parte da sua existência sobre o oceano, transportando ar quente e ventos fortes. Essa combinação é capaz de mexer com as temperaturas do mar - mas, até então, poucos tinham verificado se esses sistemas poderiam desencadear ondas de calor marinhas.

Para investigar, a equipa comparou quatro décadas de temperaturas oceânicas com registos de rios atmosféricos. Em média, esses “rios” apareciam mais de uma semana antes do pico de uma onda de calor, com o sinal mais intenso cerca de dois dias antes.

Como os rios atmosféricos surgiam primeiro, o intervalo temporal sugere que podem influenciar a construção das ondas de calor, e não apenas acompanhá-las. Ainda assim, os dados mostram coincidência e sequência no tempo, não uma relação simples e inequívoca de causa e efeito.

Nuvens versus ar quente

Quando um rio atmosférico passa, a temperatura do mar é puxada em duas direções ao mesmo tempo. As nuvens espessas reduzem a radiação solar que chega à superfície da água. Por outro lado, o ar quente e húmido que ele carrega atua como uma “tampa”, retendo calor que o oceano poderia libertar.

Em condições normais, o mar perde energia para o ar mais frio acima. Se a camada de ar sobre a superfície fica quente e carregada de humidade, essa perda diminui e o oceano conserva mais calor. Um artigo recente mostrou que esses rios também podem elevar as temperaturas em terra.

Qual efeito prevalece depende de um confronto entre sombreamento e calor aprisionado: às vezes a arrefecimento ganha; em outras, o aquecimento domina. Essa disputa varia bastante ao longo do ano.

Uma divisão por estações

No verão, com o Sol mais alto, o Pacífico Norte recebe muita energia. Nessa época, as nuvens de um rio atmosférico produzem sombra significativa, e o arrefecimento tende a prevalecer - o que se associa a menos formação de ondas de calor marinhas.

No inverno, o cenário inverte. A luz solar mais fraca torna a sombra menos relevante, enquanto a diferença entre o ar quente do rio atmosférico e o mar frio aumenta. Aí, o aquecimento passa a dominar, e esses sistemas acabam por favorecer o aparecimento de ondas de calor.

Mesmo o arrefecimento típico do verão teve uma exceção: numa determinada faixa do oceano, o calor retido ainda superou o efeito de sombra.

Trabalhos anteriores já indicavam que rios atmosféricos conseguem agitar as temperaturas do oceano; este estudo conectou essa influência às regiões e aos períodos em que as ondas de calor se formam.

Como eles sabem

A base da análise reuniu quatro décadas de temperaturas da superfície do mar medidas por satélites, além de dados meteorológicos e oceânicos. A equipa identificou todas as ondas de calor e todos os rios atmosféricos em ambas as bacias e acompanhou onde e quando os eventos coincidiam.

Para confirmar que a ligação não era um acaso estatístico, eles repetiram a mesma abordagem em 15 modelos climáticos. Os resultados foram consistentes: 11 de 15 modelos reproduziram os padrões sazonais revelados pelos dados observacionais.

Mesmo depois de remover a tendência de aquecimento de longo prazo, a relação permaneceu. Ou seja, não se trata apenas de o oceano estar a aquecer como um todo.

Ao acompanhar, nos dias com rios atmosféricos, a entrada e a saída de calor na superfície do mar, o mecanismo ficou claro: no verão predomina a sombra das nuvens; no inverno, o calor fica mais “preso” sob o ar quente e húmido.

Impactos futuros no oceano

Durante anos, rios atmosféricos foram vistos sobretudo como sinónimo de chuva intensa e cheias em áreas costeiras. Agora, surgem como um fator pouco considerado por trás das ondas de calor marinhas - ajudando a iniciá-las no inverno e a reduzi-las no verão.

Isso também cria uma oportunidade prática. Ondas de calor marinhas são notoriamente difíceis de prever, enquanto meteorologistas já monitorizam rios atmosféricos com vários dias de antecedência.

Se esses sistemas forem incorporados a previsões oceânicas, comunidades costeiras e pescarias podem ganhar um aviso mais cedo de que uma onda de calor está a caminho.

O cenário de longo prazo é ainda mais importante. À medida que o clima aquece, espera-se que os rios atmosféricos se desloquem em direção aos polos e fiquem mais intensos, alterando onde e quando as ondas de calor marinhas atingem o oceano.

Há ainda a possibilidade de que os dois extremos se reforcem mutuamente. Entender esse emaranhado é um próximo passo que vale a pena perseguir.