Modelo TENAX: nova forma de previsão da intensificação da precipitação extrema frequente “sub-hourly”

Uma equipa de cientistas da Universidade de Padova, em Itália, e da Universidade de Lausanne, na Suíça, criaram um modelo capaz de fazer previsões da precipitação "sub-hourly". Saiba mais aqui!

precipitação extrema; sub-hourly
Prevê-se que as alterações climáticas modifiquem os extremos de precipitação de forma complexa, devido à interação de processos dinâmicos e termodinâmicos locais e da dinâmica atmosférica em grande escala.

A precipitação extrema frequente 'sub-hourly' - com uma frequência de períodos inferiores a horas; mais frequente do que de hora a hora -, tipicamente de natureza convectiva, é capaz de desencadear catástrofes naturais como inundações e fluxos de detritos.

Uma componente essencial da adaptação às alterações climáticas e da resiliência é a quantificação da probabilidade de a precipitação extrema sub-hourly exceder os níveis históricos em cenários climáticos futuros.

Conseguir prever eventos de precipitação deste tipo, pode ajudar na adaptação e mitigação às alterações climáticas.

De acordo com a termodinâmica, a capacidade de retenção do vapor de água atmosférico aumenta com a temperatura a uma taxa exponencial. Na presença de saturação total e eficiência máxima de precipitação, condições que se verificam de perto durante os fenómenos extremos sub-hourly, espera-se que as intensidades de precipitação aumentem com a temperatura a uma taxa semelhante.

Para além disso, as abordagens atuais para estimar os futuros níveis de retorno de precipitação extrema sub-hourly são consideradas insuficientes. Uma equipa de investigadores das Universidades de Lausanne e de Padova, na Suíça e em Itália, respetivamente, defende que a razão para tal pode ser atribuída a dois fatores: existe uma disponibilidade limitada de dados de modelos climáticos que permitem a convecção (capazes de simular adequadamente a precipitação sub-hourly) e os métodos estatísticos que se utilizam para extrapolar os níveis de retorno da precipitação extrema não captam a física que rege o aquecimento global.

Desta forma, apresentaram um novo método estatístico baseado na física para estimar os níveis extremos de retorno da precipitação sub-hourly. O modelo proposto pela equipa, denominado TEmperature-dependent Non-Asymptotic statistical model for eXtreme return levels (TENAX), baseia-se num quadro teórico moderado não estacionário e não assintótico que incorpora a temperatura como uma covariável de uma forma fisicamente consistente.

O modelo TENAX

Utilizando dados de várias estações na Suíça como um estudo de caso, foi demonstrada a capacidade deste modelo para reproduzir níveis de retorno de precipitação sub-hourly e algumas propriedades observadas de precipitação extrema.

Em seguida, ilustraram de que modo o modelo pode ser utilizado para projetar alterações na precipitação extrema sub-hourly num futuro com um clima mais quente, apenas com base nas projeções do modelo climático das temperaturas durante os dias de chuva e nas alterações previstas na frequência da precipitação.

A equipa multidisciplinar concluiu que, com o modelo TENAX, é possível prever extremos de precipitação sub-hourly em diferentes níveis de retorno com base em projeções à escala diária de modelos climáticos em qualquer local do mundo, onde estejam disponíveis observações de dados de precipitação sub-hourly e de temperatura do ar próximo da superfície.

Referência da notícia:
Marra, F., Koukoula, M., Canale, A., et al. Predicting extreme sub-hourly precipitation intensification based on temperature shifts, Hydrology and Earth System Sciences (2024).