Existe uma temperature global? Esta é a questão formulada num recentemente publicado artigo no Journal of Non-Equilibrium Thermodynamics por Christopher Essex, Ross McKitrick, e Bjarne Andresen. O trabalho argumenta que uma temperatura média global não é fisicamente aceitável, e que deve haver outras maneiras de computar uma média, as quais dariam diferentes tendências.
A usual media aritimética é somente uma estimativa que fornece uma medida do valor central de um conjunto de medidas (centro de uma nuvem de pontos, e pode ser definida formalmente como a integral de x f(x) dx). Todo o artigo é irrelevante no contexto de mudanças climáticas pois ele ignorou um ponto muito importante. CO2 afeta todas as temperaturas superficiais da terra, e para melhorar a relação sinal-ruído, uma media aritmética ordinária melhorará o sinal comum a todas as medidas e suprimirá as variações internas que são espacialmente incoerentes (por exemplo, não causadas pelo CO2 ou outros forçantes). Assim esta escolha não requer uma justificativa física, mas é parte de um teste científico que nos permite obter um ‘sim’ ou ‘não’ mais claro. Pode-se escolher olhar para o nível médio dos oceanos, que não tem um sentido físico pois representa uma medida do volume de água nos oceanos, mas a escolha não é crucial na medida que o indicador utilizado responde às condições que são investigadas. E a temperatura média global é de fato uma função da temperatura sobre toda a superfície do planeta.
Este trabalho é então uma brincadeira? É um conhecimento antigo e tradicional que as temperaturas medidas em meteorologia e em estudos climatológicos são por hipótese representativas de um certo volume de ar, isto é, uma média aritmética. Essex et al. afirmam que esta não é realmente física, mas certamente medidas de temperatura têm implicações práticas claras. Temperatura propriamente dita pode ser inferida diretamente de diferentes leis físicas, como a lei dos gases ideais, a primeira lei da termodinâmica e a lei de Stefan-Boltzmann, assim não é a temperatura per se que é ‘não-física’. Apesar da temperatura de dois corpos em contato não ser necessariamente a média aritmética, ainda sim ela será uma média ponderada das temperaturas iniciais se nenhum calor é perdido para o ambiente. Além disso, os tamanhos de grade dos modelos de previsão numérica do tempo usualmente possuem uma escala espacial mínima de 10-20km, e neste caso a temperatura pode ser interpretada como uma média nesta escala. Modelos numéricos de tempo geralmente fornecem previsões úteis.
E o que distingue a temperatura média de um volume pequeno de um grande? Ou será que Essex et al. acreditam que o limite está nas grandes escalas? Por exemplo, na escala sinótica (~1000 km)? É engraçado pensar que então o conceito de temperatura média regional também não teria sentido segundo Essex et al. E pode-se também questionar se o problema de calcular a temperatura média faz sentido no tempo, por exemplo, a temperatura média do verão ou inverno?
Essex et al. sugerem que há diferentes maneiras de calcular a média, e que é difícil saber qual faz mais sentido. Mas quando eles calculam a média geométrica, eles não deveriam esquecer que a temperatura deveria ser medida em graus Kelvin (a temperatura absoluta) e não em Celsius. Um argumento utilizado por Essex et al. é que as temperaturas não estão em equilíbrio. Rigorosamente falando, isto é válido para a maior parte dos casos. Mas em geral, estas leis ainda sim fornecem resultados razoáveis porque as temperaturas estão próximas de estar em equilíbrio em meteorologia e climatologia. O trabalho não traz nenhum fato novo – eu pensava que estes aspectos já estavam bem conhecidos.
Atualização: Rabett Run tem um bem detalhado conjunto de posts destrinchando cuidadosamente este trabalho.
Fonte: RealClimate
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