Climate and weather drivers increase landfalling typhoons during the Maunder (Solar) Minimum

Os ciclones tropicais estão entre as forças mais poderosas da Terra, capazes de remodelar linhas costeiras e interromper vidas em regiões inteiras. No Pacífico Ocidental, onde essas tempestades são mais frequentes, os cientistas há muito lutam para entender por que seus números sobem e descem ao longo de décadas. O registro de satélite moderno, que fornece nossos dados mais confiáveis, abrange apenas cerca de quarenta e cinco anos. Essa janela curta torna difícil separar as flutuações naturais dos efeitos da atividade humana, como as emissões de gases de efeito estufa. Para ver o quadro geral, os pesquisadores devem olhar muito mais longe no tempo, para eras antes da industrialização, quando o clima era impulsionado apenas por forças naturais. Uma dessas eras foi o Mínimo de Maunder, um período aproximadamente entre 1650 e 1680, quando o Sol estava excepcionalmente calmo, produzindo pouquíssimas manchas solares e enviando menos energia para a Terra. Este tempo coincidiu com a fase mais fria da "Pequena Era Glacial", um período de séculos de temperaturas globais mais baixas. Compreender como o clima se comportou durante este período solar calmo oferece uma janela única sobre como o sistema meteorológico da Terra responde a mudanças naturais, independentemente da poluição moderna.

Uma equipe de pesquisadores combinou agora registros chineses antigos com inteligência artificial moderna para resolver um mistério desta era: por que tantos tufões atingiram a costa da China entre 1651 e 1680? A resposta reside em uma convergência rara de dois fatores: uma mudança no padrão climático global e um lançamento de dados na meteorologia diária da atmosfera. Ao unir documentos históricos digitalizados com simulações computacionais poderosas, o estudo revela que o obscurecimento do Sol alterou a diferença de temperatura entre os trópicos e os polos, fortalecendo a circulação atmosférica global que alimenta as tempestades. Ao mesmo tempo, variações aleatórias no tempo empurraram os locais de nascimento dessas tempestades para mais perto da costa chinesa, transformando um aumento geral na atividade de tempestades em um pico específico de incursões terrestres.

A história começa com um registro histórico notável conhecido como REACHES, que compila relatos manuscritos de oficiais chineses datados das dinastias Ming e Qing. Esses registros documentam meticulosamente eventos meteorológicos extremos, incluindo o número mensal de ciclones tropicais atingindo as costas leste e sul do país. Os dados mostram um pico sem precedentes e impressionante de incursões terrestres durante o Mínimo de Maunder, um período em que o Sol estava em seu ponto mais fraco. Para entender por que isso aconteceu, os pesquisadores recorreram ao Ai2 Climate Emulator Version 2, um sofisticado modelo de inteligência artificial treinado com dados meteorológicos modernos. Diferente dos modelos climáticos tradicionais que podem levar meses para rodar uma única simulação de um século, esta ferramenta de IA pode gerar centenas de anos de história climática em questão de horas. A equipe utilizou-a para criar uma grande coleção de possíveis cenários climáticos para o período entre 1500 e 1850, forçando o modelo com dados reconstruídos sobre temperaturas oceânicas e camada de gelo marinho daquela época.

As simulações confirmaram o que os registros históricos sugeriam: o Pacífico Ocidental viu um aumento significativo na atividade de ciclones tropicais durante o Mínimo de Maunder. No entanto, os modelos computacionais revelaram que esse aumento não foi apenas uma reação simples às temperaturas mais baixas. Os pesquisadores descobriram que o Sol enfraquecido resfriou as regiões de alta latitude do Hemisfério Norte muito mais do que resfriou os trópicos. Isso criou uma diferença de temperatura mais acentuada entre o equador e os polos. Na atmosfera, um gradiente de temperatura mais íngreme age como uma colina mais íngreme, fazendo com que o ar se mova de forma mais vigorosa. Isso intensificou a circulação de Hadley, um enorme loop global de ar que sobe perto do equador e desce nos subtropicais. Uma circulação de Hadley mais forte cria condições mais favoráveis para a formação de "distúrbios semente" — os redemoinhos iniciais de ar e umidade que podem crescer até se tornarem tufões de pleno direito. As simulações mostraram que este mecanismo sozinho aumentou o número total de tempestades no Pacífico Ocidental em quase dez por cento.

Contudo, um número maior de tempestades no oceano não significa automaticamente mais tempestades atingindo a costa. O caminho que uma tempestade percorre depende fortemente de onde ela nasce e de como os ventos a conduzem. Os pesquisadores descobriram que o pico específico de incursões terrestres ao longo da costa sul da China foi impulsionado por um fator diferente: a aleatoriedade. Nos anos entre 1651 e 1680, as condições meteorológicas na atmosfera aconteceram de favorecer o nascimento de tempestades em um local específico — logo a leste das Filipinas e sobre o Mar da China Meridional. Quando as tempestades se formam neste local, os ventos predominantes naturalmente as empurram para noroeste, diretamente em direção à costa sul da China. O estudo descobriu que essa mudança no local de nascimento não foi causada por uma mudança previsível nos padrões de ventos de grande escala, que na verdade tendiam a desviar as tempestades para longe da costa. Em vez disso, foi o resultado de variações casuais no tempo, um tipo de ruído atmosféico que determinou exatamente onde as tempestades se formariam.

Para testar quanto disso se devia ao clima versus ao tempo, a equipe realizou centenas de simulações. Eles descobriram que, embora as mudanças climáticas (o obscurecimento do Sol e o resultante padrão de temperatura do oceano) tenham aumentado o número total de tempestades em toda a bacia oceânica, apenas algumas execuções específicas de simulação reproduziram o padrão exato de incursões terrestres visto nos registros chineses. Na maioria das simulações, as tempestades se formavam em lugares ligeiramente diferentes e perdiam a costa, embora o número total de tempestades fosse alto. Isso sugere que o enorme pico de incursões terrestres registrado na história foi uma "tempestade perfeita" de duas coisas: um clima que gerou mais tempestades no total, e um lançamento de dados favorável (ou azarado) do tempo que colocou essas tempestades em rota de colisão com a costa. Os pesquisadores observaram que este papel das variações meteorológicas aleatórias na condução de mudanças de longo prazo é frequentemente negligenciado, pois os cientistas tipicamente focam em direcionadores climáticos de grande escala, como as temperaturas oceânicas.

O estudo também abordou e descartou várias outras teorias que haviam sido propostas para explicar este pico histórico. Algumas ideias anteriores sugeriram que as tempestades foram causadas por um padrão La Niña, onde o Pacífico oriental é mais frio do que o normal, ou por um deslocamento para o sul da faixa de nuvens de chuva perto do equador. A nova análise, no entanto, mostrou que as temperaturas oceânicas durante este período na verdade se assemelhavam a um padrão El Niño, com águas mais quentes no leste e mais frias no oeste. Além disso, os dados não apoiaram a ideia de que os ventos de direção de grande escala haviam mudado de uma forma que empurraria mais tempestades para a costa. A evidência aponta claramente para a combinação de um aumento no número de tempestades impulsionado pelo clima e uma mudança no local de nascimento das tempestades impulsionada pelo tempo.

Esta descoberta tem implicações que se estendem muito além da história dos tufões chineses. O estudo demonstra que eventos meteorológicos aleatórios podem deixar uma marca duradoura nas tendências climáticas ao longo de décadas, um conceito que desafia a forma como os cientistas projetam riscos futuros de tempestades. Se a aleatoriedade natural desempenha um papel tão grande no passado, ela deve ser cuidadosamente contabilizada ao prever como as tempestades se comportarão em um mundo em aquecimento. A pesquisa também destaca os perigos potenciais da gestão da radiação solar, uma técnica de geoengenharia proposta que envolve o obscurecimento do Sol para resfriar o planeta. As simulações sugerem que reduzir a luz solar poderia inadvertidamente fortalecer a circulação de ar global e aumentar a frequência de tufões no Pacífico Ocidental, mesmo que consiga baixar as temperaturas globais.

A capacidade de desvendar estes detalhes dependeu de uma colaboração única entre história e tecnologia. Ao usar o emulador de IA para rodar milhares de anos de simulações e compará-los com os registros precisos e diários mantidos por oficiais chineses séculos atrás, os pesquisadores foram capazes de isolar os motores específicos deste evento histórico. O estudo confirma que o Mínimo de Maunder foi um tempo de atividade aumentada de ciclones tropicais, impulsionado por um Sol mais frio que remodelou o gradiente de temperatura global. Mas mostra também que o impacto específico nas populações humanas dependeu da natureza caótica e imprevisível do próprio tempo. Como os autores observam, compreender estas variações naturais é essencial para separar o sinal da mudança climática induzida pelo homem do ruído da variabilidade natural, garantindo que as projeções futuras de riscos de tempestades sejam o mais precisas possível. O trabalho serve como um lembrete de que o sistema climático é um jogo complexo entre forças constantes de longo prazo e eventos fugazes e aleatórios, e que ambos devem ser compreendidos para captar a história completa do nosso mundo em mudança.