O clima futuro da Terra e sua variabilidade simulados em uma resolução global de 9 km

Resumo. A resposta do clima da Terra ao aumento das emissões de gases de efeito estufa ocorre em uma variedade de escalas espaciais. Para avaliar os riscos climáticos em escalas regionais e implementar medidas de adaptação, formuladores de políticas e partes interessadas frequentemente necessitam de informações sobre a mudança climática em escalas menores (menos de 10 km) do que a resolução típica dos modelos climáticos globais O (100 km). Para fechar essa importante lacuna de conhecimento e considerar o impacto de processos em pequena escala na escala global, adotamos um novo protocolo de modelagem do sistema terrestre global iterativo. Este protocolo fornece informações-chave sobre o clima futuro da Terra e sua variabilidade em escalas que resolvem tempestades (menos de 10 km). Para isso, utilizamos o modelo acoplado do sistema terrestre OpenIFS-FESOM2 (AWI-CM3) com uma resolução atmosférica de 9 km (TCo1279) e uma resolução oceânica de 4–25 km. Conduzimos uma simulação de controle de 20 anos de 1950 e quatro simulações transitórias acopladas de 10 anos para as décadas de 2000, 2030, 2060 e 2090. Essas simulações foram inicializadas a partir da trajetória de uma simulação de aquecimento transitório de gases de efeito estufa de 31 km (TCo319) SSP5-8.5 do modelo acoplado com o mesmo oceano de alta resolução. Semelhante à simulação transitória de resolução mais grossa TCo319, a simulação de alta resolução TCo1279 com o cenário SSP5-8.5 exibe uma forte resposta de aquecimento relativa às condições atuais, alcançando até 6,5 °C até o final do século em níveis de CO2 de aproximadamente 1.100 ppm. As simulações de alta resolução TCo1279 mostram um aumento substancial nas informações regionais e granularidade em relação ao experimento TCo319 (ou qualquer outro modelo de resolução mais baixa), especialmente em terrenos topograficamente complexos. Exemplos de informações regionais aprimoradas incluem mudanças projetadas na temperatura, precipitação, ventos, eventos extremos, ciclones tropicais e nos padrões de teleconexão hidrológica do El Niño-Oscilação Sul e da Oscilação do Atlântico Norte. O novo protocolo de modelagem iterativa, que facilita simulações climáticas globais que resolvem tempestades para cortes de tempo climático futuro, oferece grandes benefícios em relação aos modelos climáticos regionais. No entanto, também possui algumas desvantagens, como choques de inicialização e vieses dependentes da resolução, que serão discutidos mais adiante.