The emergent patterns of climate change
Gavin Schmidt
[1] 00:12We live in a very complex environment:
Vivemos em um ambiente muito complexo:
[2] 00:15complexity and dynamism
complexidade, dinamismo
[3] 00:17and patterns of evidence
e padrões de evidências
[4] 00:19from satellite photographs, from videos.
de fotografias de satélite, de vídeos.
[5] 00:22You can even see it outside your window.
Você pode até ver pela sua janela.
[7] 00:28but the patterns kind of repeat,
mas os padrões meio que se repetem,
[8] 00:30but they never repeat exactly.
mas nunca de forma idêntica.
[9] 00:33It's a huge challenge to understand.
Compreender isso é um enorme desafio.
[10] 00:37The patterns that you see
Os padrões que você vê
[11] 00:39are there at all of the different scales,
existem em todas as diferentes escalas,
[13] 00:46"Oh, well let me just make a smaller climate."
"Bem, deixe-me criar um clima menor".
[15] 00:53to get a smaller and smaller thing that I can study
para obter uma coisa cada vez menor,
[16] 00:55in a laboratory and say, "Oh,
que eu possa estudar no laboratório e dizer:
[17] 00:58now that's something I now understand."
"Agora sim. Isso eu entendo".
[18] 01:00It's the whole or it's nothing.
Ou é tudo ou é nada.
[19] 01:03The different scales that give you
As diferentes escalas que proporcionam
[20] 01:06these kinds of patterns
esses tipos de padrões
[21] 01:08range over an enormous range of magnitude,
variam em uma enorme escala de grandeza,
[22] 01:12roughly 14 orders of magnitude,
cerca de 14 ordens de grandeza,
[23] 01:14from the small microscopic particles
desde pequenas partículas microscópicas
[24] 01:16that seed clouds
que compõem as nuvens,
[25] 01:19to the size of the planet itself,
ao tamanho do próprio planeta,
[26] 01:21from 10 to the minus six
de 10 elevado a menos seis,
[27] 01:23to 10 to the eight,
até 10 elevado a oito,
[28] 01:2414 orders of spatial magnitude.
14 ordens de grandeza espaciais.
[29] 01:26In time, from milliseconds to millennia,
No tempo, de milissegundos até milênios,
[30] 01:29again around 14 orders of magnitude.
novamente cerca de 14 ordens de grandeza.
[31] 01:32What does that mean?
O que isso significa?
[32] 01:34Okay, well if you think about how
Bem, se você pensar sobre como
[33] 01:36you can calculate these things,
você pode calcular essas coisas,
[34] 01:38you can take what you can see,
você pode ter o que você pode ver.
[35] 01:40okay, I'm going to chop it up
Ok, eu vou cortar isso
[36] 01:41into lots of little boxes,
em um monte de quadradinhos,
[37] 01:43and that's the result of physics, right?
e esse é o resultado da física, certo?
[38] 01:45And if I think about a weather model,
E se eu pensar em um modelo climático
[39] 01:47that spans about five orders of magnitude,
que se estenda por cinco ordens de grandeza,
[40] 01:49from the planet to a few kilometers,
do planeta até alguns quilômetros,
[41] 01:53and the time scale
e a escala do tempo,
[42] 01:54from a few minutes to 10 days, maybe a month.
de alguns minutos até 10 dias, talvez um mês.
[43] 01:59We're interested in more than that.
Estamos interessados em mais que isso.
[44] 02:00We're interested in the climate.
Estamos interessados no clima.
[45] 02:01That's years, that's millennia,
Isso são anos, milênios,
[46] 02:03and we need to go to even smaller scales.
então precisamos de escalas ainda menores.
[47] 02:06The stuff that we can't resolve,
As coisas que não podemos resolver,
[48] 02:08the sub-scale processes,
os processos de subescala,
[49] 02:09we need to approximate in some way.
temos que aproximar.
[50] 02:11That is a huge challenge.
Isso é um enorme desafio.
[51] 02:13Climate models in the 1990s
Os modelos climáticos na década de 1990
[52] 02:15took an even smaller chunk of that,
pegaram um pedaço ainda menor do que esse,
[53] 02:17only about three orders of magnitude.
apenas cerca de 3 ordens de grandeza.
[54] 02:19Climate models in the 2010s,
Os modelos climáticos na década de 2010,
[55] 02:21kind of what we're working with now,
tipo os que estamos trabalhando agora,
[56] 02:23four orders of magnitude.
4 ordens de grandeza.
[57] 02:26We have 14 to go,
Nós temos 14 para usar,
[58] 02:29and we're increasing our capability
e estamos aumentando a nossa capacidade
[59] 02:31of simulating those at about
de simulá-los em cerca
[60] 02:33one extra order of magnitude every decade.
de uma ordem extra de grandeza a cada década.
[61] 02:36One extra order of magnitude in space
Uma ordem extra de grandeza no espaço
[62] 02:38is 10,000 times more calculations.
significa 10 mil vezes mais cálculos.
[63] 02:41And we keep adding more things,
E continuamos adicionando coisas,
[64] 02:44more questions to these different models.
mais perguntas, a esses diferentes modelos.
[65] 02:46So what does a climate model look like?
Como é um modelo climático?
[68] 02:55We no longer use punch cards.
Não usamos mais cartões perfurados.
[69] 02:57We do still use Fortran.
Mas ainda usamos Fortran.
[70] 02:59New-fangled ideas like C
Ideias modernas, como a linguagem C,
[71] 03:01really haven't had a big impact
não tiveram um grande impacto
[72] 03:05on the climate modeling community.
na comunidade de modelagem climática.
[73] 03:07But how do we go about doing it?
Mas como se chega a esse ponto?
[74] 03:08How do we go from that complexity that you saw
Como ir daquela complexidade que você viu,
[75] 03:13to a line of code?
até uma linha de código?
[76] 03:16We do it one piece at a time.
Trabalhamos com uma peça de cada vez.
[77] 03:17This is a picture of sea ice
Esta é uma imagem de gelo marítimo
[78] 03:19taken flying over the Arctic.
se arriscando sobre o Ártico.
[79] 03:21We can look at all of the different equations
Podemos observar todas as diferentes equações
[80] 03:23that go into making the ice grow
que investigam o aumento do gelo,
[81] 03:26or melt or change shape.
ou seu derretimento, ou mudança de forma.
[82] 03:28We can look at the fluxes.
Podemos observar os fluxos.
[83] 03:29We can look at the rate at which
Podemos observar a que taxa a neve
[84] 03:31snow turns to ice, and we can code that.
se transforma em gelo, e codificar isso.
[85] 03:34We can encapsulate that in code.
Podemos encapsular isso em código.
[86] 03:37These models are around
A essa altura, esses modelos têm
[87] 03:38a million lines of code at this point,
cerca de um milhão de linhas de código,
[88] 03:40and growing by tens of thousands of lines of code
e crescem dezenas de milhares
[89] 03:43every year.
de linhas de código por ano.
[90] 03:45So you can look at that piece,
Você pode observar aquela peça,
[91] 03:46but you can look at the other pieces too.
mas pode observar as outras peças também.
[92] 03:48What happens when you have clouds?
O que acontece quando se tem nuvens?
[93] 03:50What happens when clouds form,
O que acontece quando as nuvens se formam,
[94] 03:52when they dissipate, when they rain out?
quando elas se dissipam, quando chove?
[95] 03:54That's another piece.
Essa é outra peça.
[96] 03:56What happens when we have radiation
O que acontece quando temos a radiação
[97] 03:58coming from the sun, going through the atmosphere,
vindo do Sol, atravessando a atmosfera,
[98] 04:00being absorbed and reflected?
sendo absorvida e refletida?
[100] 04:06There are other pieces:
Existem outras peças:
[101] 04:08the winds changing the ocean currents.
os ventos mudando as correntes oceânicas.
[102] 04:11We can talk about the role of vegetation
Podemos falar sobre o papel da vegetação
[103] 04:15in transporting water from the soils
no transporte de água do solo
[104] 04:17back into the atmosphere.
de volta à atmosfera.
[105] 04:19And each of these different elements
E podemos encapsular cada um desses
[108] 04:31And you get something like this.
E no final, você tem algo assim.
[109] 04:33You get a beautiful representation
Você tem uma linda representação
[110] 04:36of what's going on in the climate system,
do que está acontecendo
[111] 04:39where each and every one of those
no sistema climático, onde cada um desses
[112] 04:42emergent patterns that you can see,
padrões resultantes que você pode ver,
[113] 04:45the swirls in the Southern Ocean,
os redemoinhos no Oceano Antártico,
[114] 04:47the tropical cyclone in the Gulf of Mexico,
o ciclone tropical no Golfo do México,
[115] 04:49and there's two more that are going to pop up
e há mais dois que vão aparecer
[116] 04:51in the Pacific at any point now,
no Pacífico a qualquer momento,
[117] 04:53those rivers of atmospheric water,
os rios de água atmosférica,
[118] 04:56all of those are emergent properties
são todos propriedades
[119] 04:59that come from the interactions
das interações dos processos
[120] 05:01of all of those small-scale processes I mentioned.
de pequena escala que eu mencionei.
[121] 05:05There's no code that says,
Não há nenhum código que diga:
[122] 05:07"Do a wiggle in the Southern Ocean."
"Faça uma rotação no Oceano Antártico."
[123] 05:08There's no code that says, "Have two
Não há um código que diga: "Pegue dois
[125] 05:14All of those things are emergent properties.
Essas coisas são propriedades resultantes.
[126] 05:18This is all very good. This is all great.
Isso tudo é muito bom. Isso tudo é ótimo.
[127] 05:20But what we really want to know
Mas o que realmente queremos saber
[129] 05:23when we kick the system?
quando estimulamos o sistema.
[132] 05:31There are wobbles in the Earth's orbit
Há oscilações na órbita da Terra
[133] 05:33over hundreds of thousands of years
ao longo de centenas de milhares de anos,
[134] 05:35that change the climate.
que alteram o clima.
[135] 05:37There are changes in the solar cycles,
Há mudanças nos ciclos solares,
[138] 05:46Changes in biomass burning, in smoke,
Mudanças na queima da biomassa, na fumaça,
[139] 05:49in aerosol particles, all of those things
em partículas de aerossóis,
[140] 05:51change the climate.
todas essas coisas mudam o clima.
[141] 05:53The ozone hole changed the climate.
O buraco de ozônio muda o clima.
[142] 05:57Deforestation changes the climate
O desmatamento muda o clima,
[143] 05:59by changing the surface properties
alterando as propriedades da superfície
[144] 06:01and how water is evaporated
e a forma como a água evapora
[145] 06:03and moved around in the system.
e se desloca em torno do sistema.
[146] 06:06Contrails change the climate
Rastros de condensação mudam o clima
[149] 06:15Each of these different kicks
E cada um desses diferentes estímulos
[150] 06:18provides us with a target
nos proporcionam um alvo
[151] 06:21to evaluate whether we understand
para analisarmos se entendemos
[152] 06:23something about this system.
alguma coisa a respeito do sistema.
[153] 06:26So we can go to look at
Assim, podemos observar
[154] 06:28what model skill is.
o que é "habilidade" do modelo.
[155] 06:31Now I use the word "skill" advisedly:
Eu uso a palavra "habilidade", deliberadamente:
[157] 06:35They're always approximations.
Eles são sempre aproximações.
[158] 06:37The question you have to ask
O que você tem que perguntar
[159] 06:39is whether a model tells you more information
é se um modelo te dá mais informações
[160] 06:42than you would have had otherwise.
do que você teria de outra forma.
[161] 06:44If it does, it's skillful.
Caso sim, ele é hábil.
[162] 06:47This is the impact of the ozone hole
Este é o impacto do buraco de ozônio
[165] 06:55This is observed data.
Isso é dado observado.
[166] 06:57This is modeled data.
Isto é dado modelado.
[167] 06:59There's a good match
Esta é uma boa comparação,
[168] 07:01because we understand the physics
porque entendemos a física
[170] 07:06and what that does to the winds
e o que isso faz com os ventos
[171] 07:07around the southern oceans.
em torno dos oceanos do sul.
[172] 07:10We can look at other examples.
Podemos pegar outros exemplos.
[173] 07:11The eruption of Mount Pinatubo in 1991
A erupção do Monte Pinatubo em 1991
[175] 07:17into the stratosphere.
pequenas partículas, na estratosfera.
[178] 07:24so that cooled the planet,
então isso esfriou o planeta,
[179] 07:26and those red lines and those green lines,
e aquelas linhas vermelhas e verdes,
[181] 07:31and what actually happened.
e o que realmente aconteceu.
[182] 07:32The models are skillful,
Os modelos são hábeis
[183] 07:34not just in the global mean,
não apenas num sentido global,
[184] 07:36but also in the regional patterns.
mas também nos padrões regionais.
[185] 07:39I could go through a dozen more examples:
Eu poderia dar mais uma dúzia de exemplos:
[186] 07:42the skill associated with solar cycles,
a habilidade associada aos ciclos solares,
[187] 07:45changing the ozone in the stratosphere;
alterando o ozônio na estratosfera;
[188] 07:47the skill associated with orbital changes
a habilidade associada
[189] 07:49over 6,000 years.
às mudanças orbitais, ao longo de 6 mil anos.
[191] 07:53The models are skillful in response to the ice sheets
Os modelos são hábeis em resposta
[192] 07:5620,000 years ago.
às placas de gelo de 20 mil anos atrás.
[193] 07:58The models are skillful
Os modelos são hábeis
[194] 08:00when it comes to the 20th-century trends
quando se trata das tendências
[195] 08:03over the decades.
do século 20, ao longo das décadas.
[196] 08:04Models are successful at modeling
Os modelos são bem-sucedidos em modelar
[197] 08:06lake outbursts into the North Atlantic
erupções de lagos no Atlântico Norte,
[198] 08:098,000 years ago.
8 mil anos atrás.
[199] 08:11And we can get a good match to the data.
E nós conseguimos uma boa combinação dos dados.
[200] 08:15Each of these different targets,
Cada um destes diferentes alvos,
[201] 08:17each of these different evaluations,
cada uma destas diferentes avaliações,
[202] 08:19leads us to add more scope
leva-nos a adicionarmos mais escopo
[203] 08:22to these models,
a esses modelos,
[204] 08:23and leads us to more and more
e leva-nos a mais e mais
[205] 08:26complex situations that we can ask
situações complexas, que nos permitem fazer
[206] 08:30more and more interesting questions,
perguntas cada vez mais interessantes,
[207] 08:32like, how does dust from the Sahara,
tipo: como a poeira do Saara,
[208] 08:35that you can see in the orange,
que você pode ver em laranja,
[211] 08:44which you can see in the red dots,
que você pode ver nos pontos vermelhos,
[213] 08:49How does pollution, which you can see
Como a poluição, que você pode ver
[216] 08:58and the sunlight that you get at the surface?
e a luz do solar que temos na superfície?
[217] 09:02We can look at this across the world.
Podemos observar isso em todo o mundo.
[218] 09:05We can look at the pollution from China.
Podemos observar a poluição na China.
[219] 09:09We can look at the impacts of storms
Podemos ver os impactos das tempestades
[220] 09:13on sea salt particles in the atmosphere.
nas partículas de sal marítimas na atmosfera.
[221] 09:16We can see the combination
Podemos ver a combinação
[222] 09:19of all of these different things
de todas estas coisas diferentes
[223] 09:21happening all at once,
acontecendo ao mesmo tempo,
[225] 09:25How do air pollution and climate coexist?
Como a poluição do ar e o clima coexistem?
[226] 09:29Can we change things
Podemos mudar as coisas que, ao mesmo tempo,
[227] 09:31that affect air pollution and climate at the same time?
afetam a poluição do ar e o clima?
[228] 09:33The answer is yes.
A resposta é sim.
[229] 09:36So this is a history of the 20th century.
Esta é a história do século 20.
[230] 09:39The first one is the model.
O primeiro é o modelo.
[231] 09:41The weather is a little bit different
O clima está um pouco diferente
[232] 09:42to what actually happened.
do que realmente aconteceu.
[233] 09:44The second one are the observations.
O segundo são as observações.
[234] 09:46And we're going through the 1930s.
E estamos passando pela década de 1930.
[235] 09:48There's variability, there are things going on,
Há variabilidade, há coisas acontecendo,
[236] 09:51but it's all kind of in the noise.
mas a maioria não é considerável.
[237] 09:53As you get towards the 1970s,
Chegando na década de 1970,
[238] 09:56things are going to start to change.
as coisas vão começando a mudar.
[239] 09:58They're going to start to look more similar,
Eles vão ficando mais parecidos,
[240] 10:00and by the time you get to the 2000s,
e quando você chega na década de 2000,
[242] 10:05both in the observations and in the model.
tanto nas observações, quanto no modelo.
[244] 10:10Right? We know that it's gotten warmer.
Certo? Sabemos que está ficando mais quente.
[245] 10:12We know where it's gotten warmer.
Sabemos onde está ficando mais quente.
[246] 10:13And if you ask the models why did that happen,
E se você perguntar aos modelos
[247] 10:16and you say, okay, well, yes,
por que isso aconteceu, você diz: "Bem,
[248] 10:18basically it's because of the carbon dioxide
é basicamente por causa do dióxido de carbono
[249] 10:20we put into the atmosphere.
que jogamos na atmosfera."
[250] 10:22We have a very good match
Nós temos uma ótima correspondência
[251] 10:24up until the present day.
até os dias atuais.
[253] 10:30and that's because of this phrase here.
é por causa dessa frase aqui.
[254] 10:32Because if we had observations of the future,
Porque "se tivéssemos observações do futuro,
[256] 10:38But unfortunately,
Mas infelizmente, as observações do futuro
[259] 10:48The future is unknown, the future is uncertain,
O futuro é desconhecido, é incerto,
[260] 10:51and there are choices.
e há opções.
[261] 10:53Here are the choices that we have.
Eis as opções que nós temos.
[262] 10:55We can do some work to mitigate
Podemos fazer alguma coisa para mitigar
[264] 11:00That's the top one.
Essa é a número um.
[265] 11:02We can do more work
Nós podemos trabalhar mais
[266] 11:04to really bring it down
para realmente diminuí-la
[267] 11:06so that by the end of the century,
e, ao final do século,
[268] 11:08it's not much more than there is now.
não haverá muito mais do que existe agora.
[269] 11:11Or we can just leave it to fate
Ou podemos deixar por conta do destino
[270] 11:14and continue on
e continuar
[271] 11:16with a business-as-usual type of attitude.
com a atitude de costume.
[272] 11:20The differences between these choices
As diferenças entre essas escolhas
[273] 11:23can't be answered by looking at models.
não podem ser respondidas pelos modelos.
[274] 11:28There's a great phrase
Existe uma ótima frase
[275] 11:29that Sherwood Rowland,
de Sherwood Rowland,
[276] 11:31who won the Nobel Prize for the chemistry
vencedor do prêmio Nobel de Química,
[277] 11:35that led to ozone depletion,
pela descoberta da camada de ozônio.
[278] 11:37when he was accepting his Nobel Prize,
Quando estava recebendo seu prêmio Nobel,
[279] 11:40he asked this question:
ele fez esta pergunta:
[280] 11:41"What is the use of having developed a science
"De que adianta ter desenvolvido a ciência
[283] 11:50and wait for them to come true?"
e esperar que elas se tornem realidade?"
[284] 11:52The models are skillful,
Os modelos são hábeis,
[286] 11:58is totally up to you.
cabe totalmente a nós.
[287] 12:00Thank you.
Obrigado.
[288] 12:02(Applause)
(Aplausos)