Gavin Schmidt: The emergent patterns of climate change

Gavin Schmidt: Os padrões resultantes da mudança climática.

Tradutor: Andrea Mussap Revisor: Mario Curiki

We live in a very complex environment:

Vivemos em um ambiente muito complexo:

complexity and dynamism

complexidade, dinamismo

and patterns of evidence

e padrões de evidências

from satellite photographs, from videos.

de fotografias de satélite, de vídeos.

You can even see it outside your window.

Você pode até ver pela sua janela.

It's endlessly complex, but somehow familiar,

É infinitamente complexo, mas de alguma forma familiar,

but the patterns kind of repeat,

mas os padrões meio que se repetem,

but they never repeat exactly.

mas nunca de forma idêntica.

It's a huge challenge to understand.

Compreender isso é um enorme desafio.

The patterns that you see

Os padrões que você vê

are there at all of the different scales,

existem em todas as diferentes escalas,

but you can't chop it into one little bit and say,

mas você não pode dividi-los em pedacinhos e dizer:

"Oh, well let me just make a smaller climate."

"Bem, deixe-me criar um clima menor".

I can't use the normal products of reductionism

Não posso usar as ferramentas normais de reducionismo

to get a smaller and smaller thing that I can study

para obter uma coisa cada vez menor,

in a laboratory and say, "Oh,

que eu possa estudar no laboratório e dizer:

now that's something I now understand."

"Agora sim. Isso eu entendo".

It's the whole or it's nothing.

Ou é tudo ou é nada.

The different scales that give you

As diferentes escalas que proporcionam

these kinds of patterns

esses tipos de padrões

range over an enormous range of magnitude,

variam em uma enorme escala de grandeza,

roughly 14 orders of magnitude,

cerca de 14 ordens de grandeza,

from the small microscopic particles

desde pequenas partículas microscópicas

that seed clouds

que compõem as nuvens,

to the size of the planet itself,

ao tamanho do próprio planeta,

from 10 to the minus six

de 10 elevado a menos seis,

to 10 to the eight,

até 10 elevado a oito,

14 orders of spatial magnitude.

14 ordens de grandeza espaciais.

In time, from milliseconds to millennia,

No tempo, de milissegundos até milênios,

again around 14 orders of magnitude.

novamente cerca de 14 ordens de grandeza.

What does that mean?

O que isso significa?

Okay, well if you think about how

Bem, se você pensar sobre como

you can calculate these things,

você pode calcular essas coisas,

you can take what you can see,

você pode ter o que você pode ver.

okay, I'm going to chop it up

Ok, eu vou cortar isso

into lots of little boxes,

em um monte de quadradinhos,

and that's the result of physics, right?

e esse é o resultado da física, certo?

And if I think about a weather model,

E se eu pensar em um modelo climático

that spans about five orders of magnitude,

que se estenda por cinco ordens de grandeza,

from the planet to a few kilometers,

do planeta até alguns quilômetros,

and the time scale

e a escala do tempo,

from a few minutes to 10 days, maybe a month.

de alguns minutos até 10 dias, talvez um mês.

We're interested in more than that.

Estamos interessados em mais que isso.

We're interested in the climate.

Estamos interessados no clima.

That's years, that's millennia,

Isso são anos, milênios,

and we need to go to even smaller scales.

então precisamos de escalas ainda menores.

The stuff that we can't resolve,

As coisas que não podemos resolver,

the sub-scale processes,

os processos de subescala,

we need to approximate in some way.

temos que aproximar.

That is a huge challenge.

Isso é um enorme desafio.

Climate models in the 1990s

Os modelos climáticos na década de 1990

took an even smaller chunk of that,

pegaram um pedaço ainda menor do que esse,

only about three orders of magnitude.

apenas cerca de 3 ordens de grandeza.

Climate models in the 2010s,

Os modelos climáticos na década de 2010,

kind of what we're working with now,

tipo os que estamos trabalhando agora,

four orders of magnitude.

4 ordens de grandeza.

We have 14 to go,

Nós temos 14 para usar,

and we're increasing our capability

e estamos aumentando a nossa capacidade

of simulating those at about

de simulá-los em cerca

one extra order of magnitude every decade.

de uma ordem extra de grandeza a cada década.

One extra order of magnitude in space

Uma ordem extra de grandeza no espaço

is 10,000 times more calculations.

significa 10 mil vezes mais cálculos.

And we keep adding more things,

E continuamos adicionando coisas,

more questions to these different models.

mais perguntas, a esses diferentes modelos.

So what does a climate model look like?

Como é um modelo climático?

This is an old climate model, admittedly,

Este é um modelo climático antigo, reconhecidamente

a punch card, a single line of Fortran code.

um cartão perfurado, uma única linha de código Fortran.

We no longer use punch cards.

Não usamos mais cartões perfurados.

We do still use Fortran.

Mas ainda usamos Fortran.

New-fangled ideas like C

Ideias modernas, como a linguagem C,

really haven't had a big impact

não tiveram um grande impacto

on the climate modeling community.

na comunidade de modelagem climática.

But how do we go about doing it?

Mas como se chega a esse ponto?

How do we go from that complexity that you saw

Como ir daquela complexidade que você viu,

to a line of code?

até uma linha de código?

We do it one piece at a time.

Trabalhamos com uma peça de cada vez.

This is a picture of sea ice

Esta é uma imagem de gelo marítimo

taken flying over the Arctic.

se arriscando sobre o Ártico.

We can look at all of the different equations

Podemos observar todas as diferentes equações

that go into making the ice grow

que investigam o aumento do gelo,

or melt or change shape.

ou seu derretimento, ou mudança de forma.

We can look at the fluxes.

Podemos observar os fluxos.

We can look at the rate at which

Podemos observar a que taxa a neve

snow turns to ice, and we can code that.

se transforma em gelo, e codificar isso.

We can encapsulate that in code.

Podemos encapsular isso em código.

These models are around

A essa altura, esses modelos têm

a million lines of code at this point,

cerca de um milhão de linhas de código,

and growing by tens of thousands of lines of code

e crescem dezenas de milhares

every year.

de linhas de código por ano.

So you can look at that piece,

Você pode observar aquela peça,

but you can look at the other pieces too.

mas pode observar as outras peças também.

What happens when you have clouds?

O que acontece quando se tem nuvens?

What happens when clouds form,

O que acontece quando as nuvens se formam,

when they dissipate, when they rain out?

quando elas se dissipam, quando chove?

That's another piece.

Essa é outra peça.

What happens when we have radiation

O que acontece quando temos a radiação

coming from the sun, going through the atmosphere,

vindo do Sol, atravessando a atmosfera,

being absorbed and reflected?

sendo absorvida e refletida?

We can code each of those very small pieces as well.

Também podemos codificar cada uma dessas pequenas peças.

There are other pieces:

Existem outras peças:

the winds changing the ocean currents.

os ventos mudando as correntes oceânicas.

We can talk about the role of vegetation

Podemos falar sobre o papel da vegetação

in transporting water from the soils

no transporte de água do solo

back into the atmosphere.

de volta à atmosfera.

And each of these different elements

E podemos encapsular cada um desses

we can encapsulate and put into a system.

diferentes elementos, e colocá-los em um sistema.

Each of those pieces ends up adding to the whole.

Cada uma dessas peças acaba se juntando ao todo.

And you get something like this.

E no final, você tem algo assim.

You get a beautiful representation

Você tem uma linda representação

of what's going on in the climate system,

do que está acontecendo

no sistema climático, onde cada um desses

where each and every one of those

emergent patterns that you can see,

padrões resultantes que você pode ver,

the swirls in the Southern Ocean,

os redemoinhos no Oceano Antártico,

the tropical cyclone in the Gulf of Mexico,

o ciclone tropical no Golfo do México,

and there's two more that are going to pop up

e há mais dois que vão aparecer

in the Pacific at any point now,

no Pacífico a qualquer momento,

those rivers of atmospheric water,

os rios de água atmosférica,

all of those are emergent properties

são todos propriedades

that come from the interactions

das interações dos processos

of all of those small-scale processes I mentioned.

de pequena escala que eu mencionei.

There's no code that says,

Não há nenhum código que diga:

"Do a wiggle in the Southern Ocean."

"Faça uma rotação no Oceano Antártico."

There's no code that says, "Have two

Não há um código que diga: "Pegue dois

tropical cyclones that spin around each other."

ciclones tropicais que girem em torno um do outro".

All of those things are emergent properties.

Essas coisas são propriedades resultantes.

This is all very good. This is all great.

Isso tudo é muito bom. Isso tudo é ótimo.

But what we really want to know

Mas o que realmente queremos saber

is what happens to these emergent properties

é o que acontece com essas propriedades resultantes

when we kick the system?

quando estimulamos o sistema.

When something changes, what happens to those properties?

Quando algo muda, o que acontece com essas propriedades?

And there's lots of different ways to kick the system.

Há muitas maneiras diferentes de estimular o sistema.

There are wobbles in the Earth's orbit

Há oscilações na órbita da Terra

over hundreds of thousands of years

ao longo de centenas de milhares de anos,

that change the climate.

que alteram o clima.

There are changes in the solar cycles,

Há mudanças nos ciclos solares,

every 11 years and longer, that change the climate.

a cada 11 anos ou mais, que alteram o clima.

Big volcanoes go off and change the climate.

Grandes vulcões entram em erupção, e mudam o clima.

Changes in biomass burning, in smoke,

Mudanças na queima da biomassa, na fumaça,

in aerosol particles, all of those things

em partículas de aerossóis,

change the climate.

todas essas coisas mudam o clima.

The ozone hole changed the climate.

O buraco de ozônio muda o clima.

Deforestation changes the climate

O desmatamento muda o clima,

by changing the surface properties

alterando as propriedades da superfície

and how water is evaporated

e a forma como a água evapora

and moved around in the system.

e se desloca em torno do sistema.

Contrails change the climate

Rastros de condensação mudam o clima

by creating clouds where there were none before,

ao criar nuvens onde antes não havia nenhuma,

and of course greenhouse gases change the system.

e gases de efeito estufa, é claro, alteram o sistema.

Each of these different kicks

E cada um desses diferentes estímulos

provides us with a target

nos proporcionam um alvo

to evaluate whether we understand

para analisarmos se entendemos

something about this system.

alguma coisa a respeito do sistema.

So we can go to look at

Assim, podemos observar

what model skill is.

o que é "habilidade" do modelo.

Now I use the word "skill" advisedly:

Eu uso a palavra "habilidade", deliberadamente:

Models are not right or wrong; they're always wrong.

os modelos não estão certos ou errados; eles estão sempre errados.

They're always approximations.

Eles são sempre aproximações.

The question you have to ask

O que você tem que perguntar

is whether a model tells you more information

é se um modelo te dá mais informações

than you would have had otherwise.

do que você teria de outra forma.

If it does, it's skillful.

Caso sim, ele é hábil.

This is the impact of the ozone hole

Este é o impacto do buraco de ozônio

on sea level pressure, so low pressure, high pressures,

sobre a pressão do nível do mar, baixa pressão, altas pressões,

around the southern oceans, around Antarctica.

em torno dos oceanos do sul, em torno da Antártica.

This is observed data.

Isso é dado observado.

This is modeled data.

Isto é dado modelado.

There's a good match

Esta é uma boa comparação,

because we understand the physics

porque entendemos a física

that controls the temperatures in the stratosphere

que controla as temperaturas na estratosfera,

and what that does to the winds

e o que isso faz com os ventos

around the southern oceans.

em torno dos oceanos do sul.

We can look at other examples.

Podemos pegar outros exemplos.

The eruption of Mount Pinatubo in 1991

A erupção do Monte Pinatubo em 1991

put an enormous amount of aerosols, small particles,

despejou uma enorme quantidade de aerossóis,

into the stratosphere.

pequenas partículas, na estratosfera.

That changed the radiation balance of the whole planet.

Isso mudou o equilíbrio da radiação de todo o planeta.

There was less energy coming in than there was before,

Houve menos energia chegando do que havia antes,

so that cooled the planet,

então isso esfriou o planeta,

and those red lines and those green lines,

e aquelas linhas vermelhas e verdes,

those are the differences between what we expected

são as diferenças entre o que esperávamos

and what actually happened.

e o que realmente aconteceu.

The models are skillful,

Os modelos são hábeis

not just in the global mean,

não apenas num sentido global,

but also in the regional patterns.

mas também nos padrões regionais.

I could go through a dozen more examples:

Eu poderia dar mais uma dúzia de exemplos:

the skill associated with solar cycles,

a habilidade associada aos ciclos solares,

changing the ozone in the stratosphere;

alterando o ozônio na estratosfera;

the skill associated with orbital changes

a habilidade associada

às mudanças orbitais, ao longo de 6 mil anos.

over 6,000 years.

We can look at that too, and the models are skillful.

Podemos analisar isso também, e os modelos são hábeis.

The models are skillful in response to the ice sheets

Os modelos são hábeis em resposta

20,000 years ago.

às placas de gelo de 20 mil anos atrás.

The models are skillful

Os modelos são hábeis

when it comes to the 20th-century trends

quando se trata das tendências

over the decades.

do século 20, ao longo das décadas.

Models are successful at modeling

Os modelos são bem-sucedidos em modelar

lake outbursts into the North Atlantic

erupções de lagos no Atlântico Norte,

8,000 years ago.

8 mil anos atrás.

And we can get a good match to the data.

E nós conseguimos uma boa combinação dos dados.

Each of these different targets,

Cada um destes diferentes alvos,

each of these different evaluations,

cada uma destas diferentes avaliações,

leads us to add more scope

leva-nos a adicionarmos mais escopo

to these models,

a esses modelos,

and leads us to more and more

e leva-nos a mais e mais

complex situations that we can ask

situações complexas, que nos permitem fazer

more and more interesting questions,

perguntas cada vez mais interessantes,

like, how does dust from the Sahara,

tipo: como a poeira do Saara,

that you can see in the orange,

que você pode ver em laranja,

interact with tropical cyclones in the Atlantic?

interage com os ciclones tropicais no Atlântico?

How do organic aerosols from biomass burning,

Como os aerossóis orgânicos da queima de biomassa,

which you can see in the red dots,

que você pode ver nos pontos vermelhos,

intersect with clouds and rainfall patterns?

se cruzam com os padrões de nuvens e de chuva?

How does pollution, which you can see

Como a poluição, que você pode ver

in the white wisps of sulfate pollution in Europe,

nos tufos brancos de poluição de sulfato na Europa,

how does that affect the temperatures at the surface

como isso afeta as temperaturas na superfície

and the sunlight that you get at the surface?

e a luz do solar que temos na superfície?

We can look at this across the world.

Podemos observar isso em todo o mundo.

We can look at the pollution from China.

Podemos observar a poluição na China.

We can look at the impacts of storms

Podemos ver os impactos das tempestades

on sea salt particles in the atmosphere.

nas partículas de sal marítimas na atmosfera.

We can see the combination

Podemos ver a combinação

of all of these different things

de todas estas coisas diferentes

happening all at once,

acontecendo ao mesmo tempo,

and we can ask much more interesting questions.

e podemos fazer perguntas muito mais interessantes.

How do air pollution and climate coexist?

Como a poluição do ar e o clima coexistem?

Can we change things

Podemos mudar as coisas que, ao mesmo tempo,

that affect air pollution and climate at the same time?

afetam a poluição do ar e o clima?

The answer is yes.

A resposta é sim.

So this is a history of the 20th century.

Esta é a história do século 20.

The first one is the model.

O primeiro é o modelo.

The weather is a little bit different

O clima está um pouco diferente

to what actually happened.

do que realmente aconteceu.

The second one are the observations.

O segundo são as observações.

And we're going through the 1930s.

E estamos passando pela década de 1930.

There's variability, there are things going on,

Há variabilidade, há coisas acontecendo,

but it's all kind of in the noise.

mas a maioria não é considerável.

As you get towards the 1970s,

Chegando na década de 1970,

things are going to start to change.

as coisas vão começando a mudar.

They're going to start to look more similar,

Eles vão ficando mais parecidos,

and by the time you get to the 2000s,

e quando você chega na década de 2000,

you're already seeing the patterns of global warming,

você já vê os padrões do aquecimento global

both in the observations and in the model.

tanto nas observações, quanto no modelo.

We know what happened over the 20th century.

Sabemos o que aconteceu ao longo do século 20.

Right? We know that it's gotten warmer.

Certo? Sabemos que está ficando mais quente.

We know where it's gotten warmer.

Sabemos onde está ficando mais quente.

And if you ask the models why did that happen,

E se você perguntar aos modelos

por que isso aconteceu, você diz: "Bem,

and you say, okay, well, yes,

basically it's because of the carbon dioxide

é basicamente por causa do dióxido de carbono

we put into the atmosphere.

que jogamos na atmosfera."

We have a very good match

Nós temos uma ótima correspondência

up until the present day.

até os dias atuais.

But there's one key reason why we look at models,

Mas há uma razão principal pela qual examinamos os modelos:

and that's because of this phrase here.

é por causa dessa frase aqui.

Because if we had observations of the future,

Porque "se tivéssemos observações do futuro,

we obviously would trust them more than models,

obviamente confiaríamos nelas, mais do que nos modelos.

But unfortunately,

Mas infelizmente, as observações do futuro

observations of the future are not available at this time.

não estão disponíveis no momento".

So when we go out into the future, there's a difference.

Quando investigamos o futuro, há uma diferença.

The future is unknown, the future is uncertain,

O futuro é desconhecido, é incerto,

and there are choices.

e há opções.

Here are the choices that we have.

Eis as opções que nós temos.

We can do some work to mitigate

Podemos fazer alguma coisa para mitigar

the emissions of carbon dioxide into the atmosphere.

as emissões de dióxido de carbono na atmosfera.

That's the top one.

Essa é a número um.

We can do more work

Nós podemos trabalhar mais

to really bring it down

para realmente diminuí-la

so that by the end of the century,

e, ao final do século,

it's not much more than there is now.

não haverá muito mais do que existe agora.

Or we can just leave it to fate

Ou podemos deixar por conta do destino

and continue on

e continuar

with a business-as-usual type of attitude.

com a atitude de costume.

The differences between these choices

As diferenças entre essas escolhas

can't be answered by looking at models.

não podem ser respondidas pelos modelos.

There's a great phrase

Existe uma ótima frase

that Sherwood Rowland,

de Sherwood Rowland,

who won the Nobel Prize for the chemistry

vencedor do prêmio Nobel de Química,

that led to ozone depletion,

pela descoberta da camada de ozônio.

when he was accepting his Nobel Prize,

Quando estava recebendo seu prêmio Nobel,

he asked this question:

ele fez esta pergunta:

"What is the use of having developed a science

"De que adianta ter desenvolvido a ciência

well enough to make predictions if, in the end,

o bastante para fazer previsões se, no final,

all we're willing to do is stand around

tudo o que estamos dispostos a fazer é não fazer nada,

and wait for them to come true?"

e esperar que elas se tornem realidade?"

The models are skillful,

Os modelos são hábeis,

but what we do with the information from those models

mas o que fazemos com as informações desses modelos

is totally up to you.

cabe totalmente a nós.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)