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Nova pesquisa destrói velhas suposições sobre as mudanças climáticas

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Nova pesquisa destrói velhas suposições sobre as mudanças climáticas

Pesquisas recentes sobre a circulação invertida do Atlântico revelam a complexidade e a imprevisibilidade do sistema climático, desafiando a ideia de sinais diretos de alerta precoce para desastres climáticos. O estudo sublinha a importância de abraçar a dinâmica complexa dos sistemas climáticos e a necessidade de uma abordagem integrada da ciência climática.

A nova modelagem matemática da reviravolta meridional do Atlântico – um sistema de correntes oceânicas – mostra maior complexidade do que se pensava anteriormente.

Uma equipa internacional de cientistas alertou contra a dependência da natureza, fornecendo indicadores claros de “alerta precoce” de catástrofe climática, à medida que novos modelos matemáticos revelam novos aspectos fascinantes da complexidade da dinâmica climática.

Isto sugere que o sistema climático pode ser mais imprevisível do que se pensava anteriormente.

Ao modelar a circulação meridional do Atlântico, um dos principais sistemas de correntes oceânicas, a equipe, que incluiu matemáticos da Universidade de Leicester, descobriu que a estabilidade do sistema é muito mais complexa do que simples estados “ligados e desligados”, como anteriormente assumido. . As transformações entre estes países podem levar a grandes mudanças no clima regional da região do Atlântico Norte, mas estão longe dos enormes efeitos da transformação entre países qualitativamente diferentes.

Mas algumas destas pequenas mudanças podem eventualmente aumentar e causar uma grande mudança entre países qualitativamente diferentes, com enormes impactos climáticos globais. Os sinais de alerta precoce podem não ser capazes de distinguir a gravidade dos próximos pontos de viragem. Como uma torre de blocos Jenga, a remoção de alguns blocos pode afetar a estabilidade do sistema, mas não podemos ter certeza de qual bloco causará o colapso de todo o sistema.

Valério Lucarini

Professor Valerio Lucarini da Escola de Matemática e Ciência da Computação da Universidade de Leicester. Crédito: Universidade de Leicester

Publicação e importância dos resultados

Suas descobertas foram publicadas recentemente em Avanço da ciência Num artigo de investigação realizado pelo Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhaga.

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A circulação meridional do Atlântico é uma das características mais fundamentais do sistema climático. Transporta calor das latitudes baixas para as altas no Atlântico Norte, ajudando assim a criar anomalias térmicas positivas no norte e oeste da Europa e na região do Atlântico Norte a favor do vento. Uma desaceleração na circulação sanguínea levaria a um resfriamento relativo nesta região.

Desafios na previsão climática

Prever o comportamento do nosso clima, como o da circulação meridional de inversão do Atlântico, é um desafio devido à sua surpreendente complexidade. Os cientistas precisam de um modelo com a maior precisão possível ou tentam entender seu comportamento usando um modelo que consuma menos recursos e que permita análises estatísticas precisas.

O professor Valerio Lucarini, da Escola de Matemática e Ciência da Computação da Universidade de Leicester, disse: “Dentro de cada estado, há um grande número de estados próximos. Dependendo de onde ou do que você está observando, você poderá encontrar alguns indícios de que um colapso está se aproximando. Mas não está claro se este colapso será contido nos estados vizinhos ou se conduzirá a grandes perturbações porque os indicadores reflectem apenas as características locais do sistema.

“Estes estados representam as diferentes formas como a circulação de inversão do Atlântico se organiza em larga escala, com grandes implicações para o clima global e especialmente a nível regional no Atlântico Norte. Em alguns cenários, a circulação pode atingir um ‘ponto de inflexão’” O sistema já não é estável e entrará em colapso. Os primeiros indicadores de alerta dizem-nos que o sistema pode estar em transição para outro estado, mas não sabemos quão diferente poderá ser.”

“Numa investigação separada, vimos algo semelhante acontecer nos registos paleoclimáticos: quando alteramos a escala de tempo de interesse – tal como uma lupa – podemos descobrir características cada vez mais pequenas e distintas que indicam modos concorrentes de operação do clima global. “Paleoclima os registos dos últimos 65 milhões de anos permitiram-nos que o ano passado fornecesse uma nova explicação para a evolução do clima durante esse período de tempo, revelando estes múltiplos estados concorrentes.

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“Este estudo abre caminho para observar o clima através das lentes da mecânica estatística e da teoria da complexidade. Ele realmente estimula uma nova visão do clima, onde é necessário sintetizar simulações numéricas complexas, evidências observacionais e teoria em uma mistura inevitável. É necessário apreciar e abraçar esta complexidade.Não há maneira Resumidamente, não existe almoço grátis na nossa compreensão do clima, mas podemos aprender muito com isso.

Referência: “A análise de equilíbrio pontuado da evolução climática do Cenozóico mostra uma hierarquia de transições abruptas” por Denis Didier Rousseau, Witold Pajniewski e Valerio Lucarini, 12 de julho de 2023, Relatórios científicos.
doi: 10.1038/s41598-023-38454-6

Financiamento: Programa-Quadro Horizonte 2020, Danmarks Frie Forskningsfond, Conselho Europeu de Investigação

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Como evitamos que a terra seja queimada pelo sol intenso?

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Como evitamos que a terra seja queimada pelo sol intenso?

Aposto que nós, como espécie, estamos apaixonados pelo nosso planeta natal (apesar das nossas excessivas emissões de carbono). Mas a triste verdade é que a Terra está condenada. Um dia, o Sol entrará numa fase que tornará a vida impossível na Terra e, eventualmente, reduzirá o planeta a apenas um triste e solitário pedaço de ferro e níquel.

A boa notícia é que se nos empenharmos nisso – e não se preocupe, teremos centenas de milhões de anos para planear – poderemos manter o nosso mundo como um lar hospitaleiro, muito depois de o nosso Sol ter enlouquecido.

Um pesadelo acordado

O Sol lenta mas inevitavelmente torna-se mais brilhante, mais quente e maior com o tempo. Há milhares de milhões de anos, quando aglomerados de moléculas começaram a dançar juntos e a chamar-se vida, o Sol era cerca de 20% mais escuro do que é hoje. Até os dinossauros conheciam uma estrela menor e mais fraca. Embora o Sol esteja apenas a meio da principal fase da sua vida de queima de hidrogénio, com uma variável variável 4 mil milhões de anos antes de começar a morrer, é a estranha combinação de temperatura e brilho que torna a vida possível neste minúsculo mundo terrestre. Nosso planeta sofrerá erosão em apenas algumas centenas de milhões de anos. Um piscar de olhos, astronomicamente falando.

O sol semeia as sementes da sua própria morte através da física básica da sua existência. Neste preciso momento, a nossa estrela está a consumir quase 600 milhões de toneladas métricas de hidrogénio por segundo, esmagando esses átomos num inferno nuclear que atinge temperaturas de mais de 27 milhões de graus Fahrenheit. Desses 600 milhões de toneladas métricas, 4 milhões são convertidas em energia, o suficiente para iluminar todo o sistema solar.

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No entanto, esta reacção de fusão não é completamente limpa. Resta um subproduto, as cinzas dos incêndios nucleares: o hélio. Este hélio não tem para onde ir, pois os ciclos de convecção profundos que movem constantemente o material dentro do Sol nunca alcançam o núcleo do Sol, onde o hélio é formado. Então o hélio fica ali, inerte, sem vida e inútil, obstruindo a máquina.

Na sua idade atual, o Sol não tem temperaturas e pressões suficientemente altas no seu núcleo para fundir o hélio. Então, o hélio atrapalha, aumentando a massa total do núcleo sem dar mais nada para ele se fundir. Felizmente, o Sol é facilmente capaz de compensar isto, e esta compensação vem através de uma parte da física conhecida como equilíbrio hidrostático.

O sol existe em constante equilíbrio, vivendo no fio da faca nuclear. Por um lado estão as energias libertadas pelo processo de fusão, que, se não forem controladas, podem ameaçar explodir o Sol, ou pelo menos expandi-lo. Contrariando isso está a imensa gravidade da própria estrela, pressionando para dentro com toda a força que 1.027 toneladas de hidrogênio e hélio podem reunir. Se esta força continuar sem controlo, a gravidade do Sol irá esmagar a nossa estrela num buraco negro não maior do que uma cidade de tamanho médio.

Então, o que acontece quando uma força imparável enfrenta uma pressão irresistível? Um bom equilíbrio e uma estrela pode viver bilhões de anos. Se, por alguma razão, a temperatura dos incêndios nucleares aumentar aleatoriamente, isso aquecerá o resto da estrela e inflará as suas camadas externas, aliviando a pressão gravitacional e retardando as reações nucleares. Se o Sol se contraísse aleatoriamente, mais material seria empurrado para o núcleo, onde participaria na inebriante dança nuclear, e a libertação de energia resultante conspiraria para re-inflar a estrela até às proporções normais.

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Mas a presença de cinzas de hélio, esse resíduo nuclear, perturba este equilíbrio ao deslocar o hidrogénio que de outra forma se fundiria. O sol só pode puxar para dentro, a gravidade é implacável e indiferente. Quando isso acontece, força as reações nucleares do núcleo a se tornarem mais ferozes, aumentando sua temperatura, o que por sua vez força a superfície do Sol a inchar e a brilhar.

Lentamente, lentamente, lentamente, à medida que o hélio continua a se acumular no núcleo do Sol (ou em qualquer outra estrela de massa semelhante), ele se expande e brilha em resposta. É difícil prever exactamente quando este aumento de brilho significará um desastre para o nosso planeta, e isto depende da complexa interacção entre a radiação, a atmosfera e os oceanos. Mas a estimativa geral é que ainda temos cerca de 500 milhões de anos antes que a vida se torne impossível.

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Pesquisadores da Universidade de Utah coletam amostras para mapear a propagação da febre do vale através de esporos de sujeira

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Pesquisadores da Universidade de Utah coletam amostras para mapear a propagação da febre do vale através de esporos de sujeira

SALT LAKE CITY — Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Utah está estudando uma infecção fúngica respiratória que, segundo eles, está se espalhando pelo solo e pela poeira em Utah.

Os pesquisadores ainda não sabem quais áreas do estado sofrem com a febre do vale, mas a professora de epidemiologia Katherine Walter disse que o fungo pode se espalhar mais com as mudanças climáticas.

Uma equipe de pesquisa multidisciplinar, incluindo Walter, está tentando mapear onde o fungo causador da doença pode viver e onde pode se espalhar. Os pesquisadores receberam um Prêmio Interdisciplinar de Clima e Saúde de US$ 375 mil por meio do Burroughs Wellcome Fund para ajudar a financiar pesquisas sobre o fungo e aumentar a conscientização das pessoas em risco de infecção.

A febre do vale é difícil de rastrear porque os fungos que a causam não se espalham de pessoa para pessoa. Ela cresce furtivamente no solo, mas nunca aparece acima da superfície. Os sintomas da doença são semelhantes aos observados na gripe e incluem fadiga, tosse, febre, falta de ar, dor de cabeça, suores noturnos, dores musculares ou nas articulações e erupção na parte superior do corpo ou nas pernas, de acordo com os Centros de Doenças. Controle e Prevenção. proteção.

Em 2019, os Centros de Controle e Prevenção de Doenças relataram pouco mais de 20.000 casos confirmados da doença, sendo muito poucos deles no Novo México e em Utah.

“Quando a maioria das pessoas pensa em fungos, pensa em mofo ou cogumelos, que é algo que você pode ver”, disse Katrina Derrig. Derrig é diretor de coleções de vertebrados do Museu de História Natural de Utah e membro da equipe de pesquisa de Walter.

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“Mas este não é um fungo que tenha qualquer tipo de corpo frutífero visível. Ele só pode ser identificado com um microscópio, o que torna muito difícil identificá-lo no campo”, disse Derrig.

Como a febre do vale não é bem conhecida, muitas vezes não é diagnosticada ou é mal diagnosticada, o que pode causar um atraso no tratamento antifúngico necessário para as pessoas afetadas.

De acordo com um comunicado divulgado pela universidade10 arqueólogos que trabalhavam em um local de escavação no nordeste de Utah contraíram a febre do vale em 2001. A febre do vale é normalmente encontrada em estados mais quentes e secos, e previsões anteriores determinaram que o fungo não sobreviveria no solo de Utah, exceto no canto sudoeste do estado. . país, a centenas de quilômetros de onde os arqueólogos estão localizados.

“Recentemente, ocorreram mudanças extremamente extremas de temperatura, bem como precipitações e secas aqui no oeste americano. Tudo isso afeta a área em que o fungo pode existir”, disse Walter.

Walter e Derig, juntamente com o professor de biologia da Universidade de Utah, Eric Rickart, e o professor de ciências atmosféricas, Kevin Berry, coletam amostras de solo e poeira de diversas zonas climáticas do estado. As amostras serão examinadas para confirmar o DNA do fungo, e as áreas serão revistadas em busca de vestígios do fungo em roedores que escavam no subsolo, pois se suspeita que os roedores sejam um fator que contribui para a movimentação do fungo.

A equipe está se concentrando em Washington e no condado de St. George, em particular, por ser a área com maior prevalência de febre do vale. A universidade disse que a rápida construção da crescente área urbana está criando poeira carregada de germes em áreas anteriormente não perturbadas do deserto de Mojave.

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“Enquanto outros veem futuros desenvolvimentos habitacionais, os pesquisadores veem o potencial para um aumento significativo nos casos de doenças”, disse a universidade.

As paisagens dramáticas e a topografia do condado de Washington incluem uma variedade de microclimas que podem servir como substitutos para diversos climas em todo o estado. Somente amostras colhidas em um condado podem dar aos cientistas uma imagem relativamente precisa de onde os fungos prosperam em todo o estado.

Ao combinar esta informação com previsões sobre como o clima irá mudar ao longo do tempo, os investigadores esperam compreender quais as áreas que estão em risco agora e no futuro.

“Um componente importante deste projeto é educar o público para que saiba o que está acontecendo em sua comunidade, quais sinais devem procurar e como podem evitá-lo”, disse Perry.

Usar máscaras contra poeira em dias secos e ventosos pode ajudar a reduzir o risco de germes transportados pelo ar para aqueles que vivem em áreas infestadas de fungos. Os médicos que conhecem os sinais e sintomas da febre do vale serão capazes de detectar a doença precocemente e fornecer o tratamento adequado.

“Como ficamos doentes ao inalar esporos de fungos no solo, as pessoas que trabalham ao ar livre em empregos como construção, agricultura e combate a incêndios correm alto risco de infecção e doenças”, disse Walter. “A febre do Vale é uma questão crescente de igualdade na saúde e justiça ambiental.”

Walter acrescentou que a febre do vale não é a única doença que mudará com as alterações climáticas.

“Este é apenas um exemplo de infecções que serão, e já estão a ser, significativamente afectadas pelas alterações climáticas. Há muitas mais. O tema constante é que as populações mais vulneráveis ​​correm o maior risco. ”, disse Walter. “A febre do vale é apenas um elemento desta tempestade que todos vivemos.”

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A NASA detecta impressionantes 'chamas' cor-de-rosa emergindo de trás de um eclipse solar total – o que são?

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A NASA detecta impressionantes 'chamas' cor-de-rosa emergindo de trás de um eclipse solar total – o que são?

Um fotógrafo da NASA capturou imagens impressionantes que parecem mostrar majestosas chamas rosa fúcsia explodindo por trás do eclipse solar.

Snapper Keegan Barber capturou o eclipse total enquanto a lua encobria o sol e mergulhava Dallas, Texas, na escuridão em 8 de abril de 2024.

As imagens mostram enormes torres rosadas de plasma pulsando da superfície do Sol para sua segunda atmosfera, a cromosfera, e a coroa solar externa.

Estas chamas cor-de-rosa do tamanho de um planeta são chamadas de “proeminências solares” – anéis de plasma ancorado, ou gás superaquecido e carregado eletricamente – que podem persistir por meses na superfície do Sol.

Ambas as fracas camadas externas do Sol, a atmosfera e a coroa, onde essas proeminências solares fluem, são geralmente abafadas pela força total do brilho do Sol, mas eram visíveis para astrônomos profissionais e amadores durante o eclipse da semana passada.

O fotógrafo da NASA Keegan Barber capturou várias “anomalias solares” rosa brilhante durante o eclipse enquanto o sol pairava cerca de 150 milhões de quilômetros acima de Dallas, Texas, em 8 de abril de 2024 (acima).

Uma proeminência solar difere de uma erupção porque anéis presos de plasma, ou gás eletricamente carregado, podem persistir por meses seguidos na superfície do Sol.

Uma proeminência solar difere de uma erupção porque anéis presos de plasma, ou gás eletricamente carregado, podem persistir por meses seguidos na superfície do Sol.

As proeminências solares também são enormes e podem ter dez vezes o diâmetro da Terra ou mais

As proeminências solares também são enormes e podem ter dez vezes o diâmetro da Terra ou mais

Barber, que também trabalha como pesquisador de imagens na NASA, conseguiu capturar várias fotos em alta resolução da aparência do Sol, que era extraordinariamente visível graças à Lua, que obscurecia tudo, exceto a coroa branca do Sol e a cromosfera rosa.

Mas mesmo os espectadores casuais que assistem ao eclipse com segurança por trás dos óculos do eclipse e filmam o evento com nada mais privado do que uma câmera de telefone podem vislumbrar as constelações rosa-avermelhadas.

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“Não sei o que realmente são essas coisas vermelhas, mas eram visíveis a olho nu”, postou um usuário do Reddit na página r/espaço subreddit, “E eles aparecem muito claramente na câmera.”

As proeminências solares obtêm sua cor rosa-avermelhada da transformação do gás hidrogênio do Sol em plasma, porque o hidrogênio elementar emite uma luz avermelhada quando aquecido a altas temperaturas.

Há muito se sabe que o aquecimento de diferentes elementos químicos produz cores específicas, fato científico utilizado na indústria de fogos de artifício, na verdade:

Por exemplo, o cobre metálico em fogos de artifício emite reflexos de luz azul, enquanto o bário é conhecido por produzir cores verdes brilhantes e o sódio explode em amarelo brilhante.

Um pesquisador de imagens da NASA capturou várias fotos de alta resolução dessas proeminências solares, que eram extraordinariamente visíveis graças à Lua, que obscurecia tudo, exceto a coroa branca do Sol e a cromosfera rosa-avermelhada.

Um pesquisador de imagens da NASA capturou várias fotos de alta resolução dessas proeminências solares, que eram extraordinariamente visíveis graças à Lua, que obscurecia tudo, exceto a coroa branca do Sol e a cromosfera rosa-avermelhada.

Um postador do Reddit fez alguns cálculos, com base no diâmetro do Sol, para descobrir que esta proeminência solar tem cerca de cinco vezes o comprimento da Terra.  E eles disseram:

Um postador do Reddit fez alguns cálculos, com base no diâmetro do Sol, para descobrir que esta proeminência solar tem cerca de cinco vezes o comprimento da Terra. “Esta protuberância na parte inferior tem cerca de 17,5 pixels de comprimento, ou 44.500 milhas de altura”, disseram eles.

As formas curvas e pontiagudas de cada saliência são derivadas dos campos magnéticos que as rodeiam, que prendem o fluxo de plasma de hidrogênio eletricamente carregado dentro delas, como o fluxo de bolas de metal em um tubo magnético.

Ao longo do seu primeiro dia de existência, a heliopausa começa como um anel menor mais próximo da superfície do Sol, expandindo-se ou desdobrando-se como uma linha solta em um suéter, estendendo-se ainda mais para a atmosfera superior do Sol.

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Uma gigantesca reação de fusão nuclear presa no espaço por sua própria gravidade. O Sol é feito principalmente de plasma, um gás eletrificado de elétrons e íons.

O fluxo eletrificado desse plasma, segundo os astrônomos, é o que leva aos poderosos pulsos de ampliação que às vezes emergem do Sol.

Quando os anéis magnéticos são lançados no espaço, enormes fluxos de plasma são atraídos para preenchê-los, criando proeminências que podem durar semanas ou meses.

Embora os arcos brilhantes destas proeminências solares frequentemente entrem em colapso, ou “sangrem” gás através das suas linhas de campo magnético em direção ao Sol, há casos em que se tornam instáveis ​​e a sua energia é libertada para o espaço.

“No momento do eclipse, o Sol estava próximo do máximo solar, um período de aumento de atividade que ocorre a cada 11 anos, quando o campo magnético do Sol muda”, disse o redator de geofísica da NASA. Lindsey Dorman Ele disse.

Ela observou que “a atividade do Sol foi muito diferente durante o eclipse solar total em 2017”. “Naquela época, estava se aproximando do mínimo solar.”

Imagens tiradas durante o eclipse de 2017, durante um período de energia solar e atividade solar menos intensas durante esta maré baixa periódica, mostraram menos emaranhamento e correntes mais baixas de explosões magnéticas e plasma do Sol.

Dorman disse que “explosões” como essas proeminências solares estavam “confinadas à região equatorial do Sol” em 2017.

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