O hot spot troposférico se deve às mudanças no gradiente adiabático (Bengtsson 2009, Trenberth 2006, Ramaswamy 2006). À medida que se vai mais alto na atmosfera, mais fria ela fica. A taxa de resfriamento é chamada de gradiente adiabático. Quando o ar esfria o suficiente para o vapor d'água condensar, o calor latente é liberado. Quanto mais umidade no ar, mais calor é liberado. Como é mais úmido nos trópicos, o ar esfria em um ritmo mais lento do que nos polos. Por exemplo, o ar esfria em cerca de 4°C por quilômetro no equador, mas de 8 a 9°C por quilômetro nos subtrópicos.

Quando a superfície aquece, há mais evaporação e mais umidade no ar. Isso reduz o gradiente adiabático – há menos resfriamento nas alturas. Isso significa que o aquecimento nas alturas é maior que o da superfície. Essa tendência aumentada é o hot spot. Isso tem a ver com as mudanças no gradiente adiabático, independentemente do que está causando o aquecimento. Se este foi causado pelo sol ou pela poluição com aerossóis de sulfato, você ainda veria um hot spot.

Há uma figura no 4° Relatório do IPCC que mostra a "assinatura da temperatura" esperada a partir das várias forçantes que direcionam o clima. Essa figura é frequentemente mal interpretada. Vamos olhar de perto:   

Figura 1: Mudanças na temperatura atmosférica de 1890 a 1990 considerando (a) forçante solar, (b) vulcões, (c) gases de efeito estufa, (d) ozônio, (e) aerossóis de sulfato e (f) soma de todas as forçantes (IPCC AR4).

A fonte da confusão é o box c, que mostra a modelagem na mudança de temperatura a partir dos gases de efeito estufa. Observe o forte hot spot. Isso significa que os gases de efeito estufa causam o hot spot? Não diretamente. Os gases de efeito estufa causam o aquecimento da superfície, o que altera o gradiente adiabático, levando ao hot spot. A razão para o hot spot do box c ser tão forte é porque o aquecimento causado pelos gases de efeito estufa é mais forte quando comparado às outras forçantes.

Os gases de efeito estufa não são a única assinatura do hot spot, e achar um hot spot não prova que os humanos estão causando o aquecimento global. O hot spot nos mostra que temos uma boa compreensão de como o gradiente adiabático muda. Como o hot spot é avaliado em uma escala de tempo curta (Trenberth 2006, Santer 2005), isso aumenta nossa confiança de que estamos no caminho certo. Mas também deixa em aberto a questão da tendência de longo prazo.

O que todo o conjunto de provas nos diz? Temos dados de satélites e medições com balões meteorológicos da temperatura e da força dos ventos. Os registros dos satélites UAH, RSS e UWA dão resultados variados. Os do UAH mostram uma tendência de aquecimento da troposfera menor do que da superfície, os do RSS são similares e os do UWA mostram um hot spot. A diferença entre os três é causada pela forma com que eles ajustam alguns efeitos como o decaimento da órbita do satélite. A conclusão do Programa Científico para as Mudanças Climáticas dos EUA (com a participação de John Christy, da UAH) de que a incerteza nas medições leva à discrepância entre o modelo e as observações dos satélites é a explicação mais provável.

Balões meteorológicos são influenciados por efeitos como o aquecimento ao longo do dia. Quando esses efeitos são ajustados, os dados dos balões meteorológicos são, geralmente, consistentes com os modelos (Titchner 2009, Sherwood 2008, Haimberger 2008). Por fim, existem as medições da força dos ventos feitas a partir dos balões. A relação direta entre a temperatura e os ventos nos permite obter, empiricamente, o perfil de temperatura da atmosfera. Esse método também chega a um hot spot (Allen 2008).

Olhando para todas as evidências, a conclusão é um pouco frustrante – ainda existe muita incerteza na tendência de longo prazo. É difícil quando a variabilidade de curto prazo é quase uma ordem de magnitude maior do que a tendência de longo prazo. Balões meteorológicos e satélites fazem um bom trabalho medindo as mudanças de curto prazo e, de fato, conseguem encontrar um hot spot ao longo de um período de meses. Há algumas evidências de um hot spot ao longo de um período de décadas, mas ainda há muito trabalho a ser feito neste departamento. Por outro lado, os dados não são conclusivos o suficiente para dizer inequivocamente que não há hot spot.

A mensagem para levar para casa é que você primeiro precisa entender o que está causando o hot spot. "Mudanças no gradiente adiabático" não é algo tão sexy ou intuitivo como a assinatura dos gases de efeito estufa, mas essa é a realidade física. Depois de entender corretamente a causa, você poderá contextualizar apropriadamente a questão. Como o hot spot se deve às mudanças no gradiente adiabático, esperamos ver um hot spot de curto prazo. E nós veremos.

E quanto a um hot spot de longo prazo? Com as observações de curto prazo confirmando nosso entendimento sobre o gradiente adiabático, os vieses falsos de longo prazo seriam o culpado mais provável. No entanto, à medida que as observações melhoram, se o hot spot de longo prazo não for tão forte quanto o esperado, a questão principal será por que vemos um hot spot de curto prazo, mas não um de longo prazo?

Refutação intermediária escrita por John Cook

Atualização em Julho de 2015:

Link para uma videoaula relacionada ao assunto: Denial101x - Making Sense of Climate Science Denial

Última atualização em 13 de novembro de 2016 por pattimer. Ver Arquivos