Físicos gostam de Gedankenexperimente–experimentos de pensamento que são difíceis ou impossíveis de realizar no mundo actual. Gato de Schrödinger é um exemplo bem conhecido de um experimento pensado, usado para ilustrar as complexidades da mecânica quântica. Esse quebra -cabeça ocupou alguns dos melhores e mais brilhantes físicos do início do século XX.
Nosso experimento de pensamento usou simulações de mudanças climáticas históricas de nove diferentes modelos de computador de última geração. Fizemos três suposições principais. O primeiro foi o de 1860, os cientistas do nosso “mundo Gedanken” tinham a tecnologia para monitorar mudanças globais de temperatura na troposfera (a camada atmosférica que se estende da superfície até cerca de 15 quilômetros) e a estratosfera (variando de aproximadamente 15 km a 50 km). Historicamente, o monitoramento world não aconteceu até a década de 1940, usando redes de balões meteorológicos antecipados. Mais recentemente, desde o last da década de 1970, monitoramos mudanças globais de temperatura atmosférica com satélites.
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Segundo, assumimos que, no período de 1860 a 2024, as simulações de modelos usaram estimativas confiáveis de alterações causadas pelo ser humano nos gases de efeito estufa, poluição particulada e uso da terra, além de estimativas precisas de mudanças naturais em fatores externos, como atividade vulcânica e produção de energia do Sol. Todas essas entradas nas simulações do modelo são derivadas principalmente de dados observacionais.
Terceiro, assumimos que as respostas simuladas ao modelo aos fatores humanos e naturais eram realistas e que o tamanho do “ruído climático” modelado associado a fenômenos naturais como El Niño e La Niña estava de acordo razoável com as observações. Testamos a terceira suposição comparando as mudanças e variabilidade climáticas modeladas e observadas e não encontramos evidências de erros de modelo que negariam nossos resultados finais.
O trabalho de Syukuro (“Suki”) Manabe ajudou a inspirar esta investigação. Em 1967, Manabe – que mais tarde receberia o 2021 Prêmio Nobel para a física – publicou um dos mais papéis famosos na ciência climática. Juntamente com seu colega Richard Wetherald no Laboratório de Dinâmica de Fluidos Geofísicos da NOAA (GFDL) em Princeton, NJ, Manabe usou um Modelo climático simples para mostrar que níveis crescentes de CO atmosférico2 levaria a mais captura eficiente de calor na troposfera. A conseqüência? Aquecimento da troposfera e resfriamento da estratosfera. O primeiro cativou a maior parte da atenção do mundo por uma boa razão – é onde nós, humanos, vivemos -, mas o último acaba sendo particularmente útil em nosso experimento de pensamento.
O artigo de Manabe e Wetherald de 1967 fez uma previsão testável: se os humanos continuarem a queimar combustíveis fósseis e aumentando os níveis de CO2 Na atmosfera, a estrutura vertical da temperatura atmosférica mudará não apenas na troposfera, mas também na estratosfera. Mas em 1967, os cientistas não tinham os registros de longo prazo necessários para testar essa previsão, particularmente para a estratosfera média a superior, entre aproximadamente 25 e 50 km acima da superfície da Terra.
Décadas depois de 1967, balão meteorológico e Registros de temperatura de satélite revelou que Manabe e Wetherald estavam certos. Seu padrão previsto de mudança na estrutura térmica da atmosfera period observável. É importante ressaltar que esse padrão de influência humana-o aquecimento de longo prazo e a longo prazo da troposfera e o resfriamento da estratosfera-não poderia ser confundido com padrões naturais de mudança de temperatura. A “impressão digital” humana na temperatura atmosférica period distintamente diferente A partir das impressões digitais de temperatura pure causadas pelo sol, vulcões e ruído climático interno. Quando os cientistas climáticos dizem que sabemos que as pessoas causam mudanças climáticas, essa impressão digital é uma razão definitiva.
O que nos leva de volta ao nosso “Quando poderíamos saber?” experimento de pensamento.
Embora a pergunta seja simples, a resposta não é óbvia. Os primeiros 40 anos do experimento pensado (de 1860 a 1899) foram uma época em que queima de combustível fóssil em larga escala estavam apenas começando a subir durante a Revolução Industrial. O aumento resultante da CO atmosférica2 Durante esse tempo, que podemos estimar em núcleos de gelo antártico, foi apenas 10 partes por milhão. Isso é pequeno em relação ao recente CO2 aumento de aproximadamente 54 partes por milhão Nos 25 anos de 2000 a 2024. No entanto, este modesto 10 partes por milhão2 O aumento ainda é grande o suficiente para levar a um resfriamento significativo da estratosfera em 1860 a 1899. O tamanho e o padrão desse resfriamento estratosférico são muito diferentes do que esperaríamos das forças naturais que afetam a temperatura: a variabilidade photo voltaic na época, a erupção de Krakatoa em 1883 e o ruído climático interno.
Devido a essas diferenças entre sinal e ruído, nosso experimento de pensamento mostra que mesmo o sinal relativamente pequeno de resfriamento estratosférico poderia ter sido identificado em 1885. Em outras palavras, dadas as capacidades de medição de hoje, os humanos poderiam saber que nossas ações estavam mudando significativamente o clima world mesmo antes de Carl Benz patenteado o primeiro carro movido a gasolina. O sinal causado pelo homem do aquecimento troposférico surge mais tarde, na segunda metade do século XX, em parte porque os padrões humanos e naturais de mudança climática são mais semelhantes na troposfera do que na estratosfera.
Esse conhecimento avançado teria feito a diferença? A humanidade teria seguido uma through de uso de energia diferente, dado o entendimento de que a queima de combustível fóssil eventualmente leva a grandes mudanças em escala world no clima? Isso está fora da nossa caixa de areia como cientistas climáticos – é uma pergunta para filósofos, cientistas sociais e historiadores da ciência. Mas em nossa opinião, com base na história de outros problemas ambientais globaisé certamente concebível que o conhecimento precoce da realidade e da seriedade das mudanças climáticas possa ter estimulado a ação world anterior para reduzir as emissões de gases de efeito estufa.
Vale a pena notar que nosso identificação Das “impressões digitais” atmosféricas previstas por Manabe e Wetherald foram permitidas por NOAA e sensoriamento remoto por satélite da NASA. O trabalho dessas agências é uma parte essencial de nossa pesquisa e da empresa nacional e internacional de ciências climáticas.
Mas nos Estados Unidos em 2025, a ciência climática financiada pelo governo federal, incluindo observa e trabalho de modelagem, está sendo sistematicamente desmontado. Este não é um experimento pensado. É tudo muito actual. Agora estamos observando o que acontece quando décadas de trabalho para entender a natureza e as causas das mudanças climáticas são rejeitadas e são substituídas pela ideologia, teorias da conspiração e desinformação. A interrupção do trabalho climático levará a um vácuo de dados que pode durar anos ou até décadas. Esse experimento em ignorância voluntária só pode terminar mal.
Esta é um artigo de opinião e análise, e as opiniões expressas pelo autor ou autores são exclusivamente suas e não as de qualquer organização com as quais são afiliadas ou necessariamente as de Scientific American.
