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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2021.tde-12082022-085240
Document
Auteur
Nom complet
Marcos José de Oliveira
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2021
Directeur
Jury
Vecchia, Francisco Arthur da Silva (Président)
Alves, Elis Dener Lima
Molion, Luiz Carlos Baldicero
Onça, Daniela de Souza
Steinke, Ercília Torres
Titre en portugais
Mudanças climáticas e ciclos naturais do clima: passado, presente e futuro da temperatura no Brasil
Mots-clés en portugais
análise espectral
aquecimento global
climatologia
IPCC
modelagem
modelo climático
projeção
Resumé en portugais
Os esforços para colocar as observações climáticas recentes em um contexto de longo prazo têm sido impulsionados pela preocupação sobre se a tendência de aquecimento global do séc. 20 faz parte da variabilidade natural do clima ou se está ligada ao aumento das emissões antropogênicas de gases de efeito estufa na atmosfera. É oferecida uma nova perspectiva sobre o clima e suas mudanças, ressaltando aquelas que ocorrem em virtude de ciclos naturais, geralmente pouco difundidos. Com o embasamento histórico sobre como o clima variou no passado, conduziu-se investigação estatística por meio de técnicas de séries temporais e análises espectrais/harmônicas (Séries de Fourier e espectrogramas), as quais permitiram determinar fenômenos naturais periódicos e suas magnitudes nas variações nacionais de temperatura. Identificou-se que a temperatura superficial do ar no Brasil exprime ciclos de 4 anos (origem oceânica-atmosférica relacionada ao ENOS), de 33 anos (ciclos de Brückner, de origem lunar-solar) e de 82 anos (ciclo inferior de Gleissberg, de origem solar). Fundamentando-se em modelo oscilatório alternativo que incorpora tais ciclos naturais, foram elaboradas projeções futuras da temperatura do ar no País. Para o ano de 2100, prevê-se que a temperatura do ar no Brasil pode atingir o valor de +1,8 ± 0,6 °C, segundo o modelo oscilatório natural. Em comparação, modelos convencionais tipicamente utilizados pelo IPCC indicam, até o final do século, um aumento de: +2,9 ± 1,2 °C (modelo RCP4.5, com mitigação); +3,9 °C (modelo SRES A1); e 5,7 ± 1,7 °C (modelo RCP8.5, sem mitigação). Os valores mais extremos dos modelos convencionais atingem proporções até 4 vezes maiores do que os resultados obtidos no modelo alternativo aqui disponibilizado. Analisando a aderência dos modelos, conclui-se que os modelos convencionais estão superestimando e exagerando uma taxa de aquecimento no Brasil que, na realidade, não tem sido observada. O modelo oscilatório natural proposto, que apresenta alta correlação com os dados observados até o momento, indica um incremento da temperatura no Brasil que pode chegar ao modesto valor de +0,8 °C em 2040. Para o mesmo ano, os modelos convencionais (SRES A1 e RCP8.5) indicam valores em torno de +2,0 °C – o que representa mais que o dobro da projeção fundamentada nos ciclos climáticos naturais. Com base nas projeções que indicam um aquecimento moderado, nada exagerado, é oferecida uma nova perspectiva de um clima futuro menos aterrorizante. Em um contexto em que predominam perniciosos discursos alarmistas, difusores de cenários de um aquecimento global apocalíptico, espera-se que novas visões ponderadas permitam apaziguar o nível de preocupação que hoje tem culminado em efeitos colaterais indesejáveis – em especial os elevados níveis de eco-ansiedade que vem afligindo parcelas significativas da sociedade.
Titre en anglais
Climate change and natural climate cycles: past, present and future of temperature in Brazil
Mots-clés en anglais
climate model
climatology
global warming
IPCC
modeling
projection
spectral analysis
Resumé en anglais
Efforts to place recent climate observations in a long-term context have been driven by concerns about whether the global warming trend of the 20th century is part of natural climate variability or whether it is linked to increased anthropogenic emissions of greenhouse gases in the atmosphere. A new perspective on the climate and its changes is offered, highlighting those that occur due to natural cycles, which are generally not widespread. With the historical background on how the climate varied in the past, statistical research was conducted using time series techniques and spectral/harmonic analysis (Fourier series and spectrograms), which allowed the determination of periodic natural phenomena and their magnitudes in national variations of temperature. It was identified that the air surface temperature in Brazil expresses cycles of 4 years (oceanic-atmospheric origin related to ENSO), 33 years (Brückner cycles, lunar-solar origin) and 82 years (lower Gleissberg cycle, solar origin). Based on an alternative oscillatory model that incorporates such natural cycles, future projections of the air temperature in the country were prepared. For the year 2100, it is predicted that the air temperature in Brazil may reach the value of +1.8 ± 0.6 °C, according to the natural oscillatory model. In comparison, conventional models typically used by the IPCC indicate, by the end of the century, an increase of: +2.9 ± 1.2 °C (RCP4.5 model, with mitigation); +3.9 °C (SRES A1 model); and +5.7 ± 1.7 °C (RCP8.5 model, without mitigation). The most extreme values of conventional models reach proportions up to 4 times greater than the results obtained in the alternative model provided here. Analyzing the adherence of the models, it is concluded that the conventional models are overestimating and exaggerating a warming rate in Brazil that, in reality, has not been observed. The proposed natural oscillatory model, which has a high correlation with the data observed so far, indicates an increase in temperature in Brazil that may reach a modest value of +0.8 °C in 2040. For the same year, the SRES A1 and RCP8.5 models indicate values around +2.0 °C – which represents more than double of the projection based on natural climate cycles. Based on the projections that indicate a moderate warming, not so exaggerated, a new perspective of a less terrifying future climate is offered. In a context in which pernicious alarmist discourses predominate, spreading scenarios of apocalyptic global warming, it is hoped that new pondered views could help to appease the level of concern that today, has culminated in undesirable side effects – especially the high levels of eco-anxiety that has afflicted significant portions of society.
 
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Date de Publication
2022-08-16
 
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