As caudas quentes das ondas de calor marinhas

Uma onda de calor marinha parece um acontecimento bem definido num gráfico: a temperatura da água ultrapassa uma linha de alerta, mantém-se acima desse limiar durante pelo menos cinco dias e, assim que desce novamente, fica registado com precisão o momento do início e do fim.

O problema é aquilo que o gráfico não mostra. Muito antes de esse limite ser excedido, a água, regra geral, já vem a aquecer há semanas - e, depois de o evento ser dado como terminado, continua quente durante bastante tempo.

Caudas quentes nas ondas de calor marinhas

Ricardo U. Nardi, investigador no Virginia Institute of Marine Science, William & Mary (VIMS), quis perceber o que somam esses períodos que enquadram a onda de calor. Em conjunto com os seus colegas, analisou ao detalhe mais de 2,580 ondas de calor marinhas registadas ao longo do litoral dos EUA.

A forma mais comum de contabilizar estes episódios baseia-se numa definição de 2016 que trata a onda de calor como um estado binário: ou está “ligada” ou “desligada”. O “interruptor” muda quando a água fica mais quente do que em 90% dos dias para essa altura do ano e se mantém acima desse nível durante cinco dias consecutivos.

Esta regra é uniforme e facilita a comparação entre estudos. Em contrapartida, deixa de fora o que se passa antes e depois do “interruptor”.

Por isso, a equipa mediu o aquecimento que antecede cada evento e o arrefecimento lento que se segue, comparando depois essas fases com a própria onda de calor. Os resultados alteram a percepção de quanta energia térmica um ecossistema costeiro está, de facto, a absorver.

Mais longo do que o evento

As caudas quentes não foram um pormenor. Em termos típicos, o período de aproximação durou 11 dias, a onda de calor propriamente dita cerca de sete dias e a fase quente posterior à volta de nove dias - em conjunto, mais longas do que o episódio central que delimitam.

Quando se olha para esta extensão temporal, o calor acumulado nos períodos adjacentes torna-se relevante. Embora essas fases fiquem abaixo do pico de temperatura, a sua duração faz com que acrescentem calor dia após dia, elevando o total.

Ao voltar a incluir o aquecimento antes e depois do evento na contabilidade, a exposição total ao calor aumenta aproximadamente 153% face ao que se obteria considerando apenas a janela oficial da onda de calor. Em cerca de 60% dos casos, houve mais calor acumulado fora do período oficial do que dentro dele.

Não dá para prever

Aqui está o elemento que complica a leitura. A duração e a intensidade dessas caudas quentes quase não acompanharam a onda de calor que rodeavam. Um episódio curto e pouco intenso podia vir seguido de uma cauda longa; um evento muito forte podia terminar de forma abrupta.

Como as duas coisas são, em grande medida, independentes, não é possível olhar para as estatísticas oficiais de uma onda de calor e inferir quanto calor extra ocorreu antes ou depois. Não há atalho: a envolvente térmica tem de ser medida directamente, evento a evento.

Até esta análise, ninguém tinha cartografado essas fases em tantos episódios. Os investigadores descrevem o trabalho como o primeiro balanço amplo do que acontece em torno das ondas de calor marinhas, com base em mais de duas décadas de medições.

Dois tipos de eventos

Nem todas as ondas de calor tiveram o mesmo comportamento. A equipa dividiu-as em dois grupos, e essa distinção alterou a forma como a água acumulou calor no entorno de cada episódio.

Cerca de dois terços foram o que chamaram eventos individuais: períodos de aquecimento isolados, que sobem a partir de condições próximas do normal e regressam a valores habituais em poucas semanas. O terço restante correspondeu a eventos compostos, em que uma segunda onda de calor ocorre dentro da cauda quente da primeira.

Nos eventos compostos, o pano de fundo mantém-se teimosamente quente. A água pode ficar acima do normal durante até 90 dias de cada lado, e as caudas quentes combinadas podem transportar mais do que três vezes o calor do núcleo da onda de calor. A sequência agrava o impacto.

Porque é que as zonas costeiras se importam

As massas de água analisadas neste estudo eram estuários - zonas salobras onde os rios encontram o mar - entre os habitats mais produtivos do planeta. As medições vieram de uma rede nacional de estações de monitorização que cobre as duas costas, o Golfo do México, o Alasca e Porto Rico.

A água quente raramente vem sozinha. À medida que a temperatura sobe, a água tende a reter menos oxigénio precisamente quando os animais precisam de mais; além disso, um período prolongado de calor pode aumentar a acidez e favorecer a proliferação de florações de algas nocivas.

Uma “envolvente” quente mais longa alarga a janela temporal para todos estes efeitos. Trabalhos anteriores na Baía de Chesapeake observaram o oxigénio dissolvido a acompanhar o calor acumulado ao longo do tempo, e não picos breves - um acumular lento que este estudo agora quantifica.

O que muda a partir de agora

O que os cientistas passam a saber é claro: a janela oficial de uma onda de calor capta apenas uma parte do calor que um ecossistema costeiro suporta, e a parcela em falta pode mais do que duplicar o total. Fica de fora toda uma extensão de aquecimento que as métricas padrão nunca contabilizaram.

A utilidade prática sente-se no laboratório. Em ensaios de stress térmico com coral, kelp e marisco, os investigadores têm muitas vezes usado perfis de temperatura simplificados que ignoram o aquecimento e o arrefecimento graduais - e a velocidade a que a temperatura sobe altera o que consegue sobreviver.

Experiências controladas com mexilhões mostram que um aquecimento lento, a temperaturas suportáveis, pode aumentar a tolerância ao calor, enquanto um pico súbito desencadeia colapso. A equipa disponibilizou dados específicos por região para que, no futuro, estes ensaios possam reproduzir a curva completa de temperatura a que os organismos realmente estão expostos.

Para quem gere zonas costeiras, a mensagem é a de um relógio mais longo. Nestes sistemas, a relação entre causa e efeito desenrola-se ao longo de semanas que ultrapassam o evento formal, o que transforma o tempo de recuperação entre ondas de calor numa componente do risco - e não num intervalo para ignorar.