As ondas estão ficando maiores. O mundo está pronto? | Oceanos

EUEm suas notáveis ​​memórias de sua vida perseguindo pausas em cantos distantes do mundo, Dias Bárbaros, o escritor William Finnegan descreve a “dualidade assustadora” das ondas, da maneira que “quando você for absorvido em surfar, eles parecem vivos. Cada um deles tem personalidades, distintas e intrincadas, e mudando rapidamente de humor, ao qual você deve reagir da maneira mais intuitiva e quase íntima – muitas pessoas compararam a pilotar ondas a fazer amor. E, no entanto, as ondas, obviamente, não estão vivas, não sencientes, e o amante que você alcança para abraçar pode se tornar assassino sem aviso prévio. ”

É difícil evitar essa idéia de dualidade ao pensar em ondas. Neles, vemos energia e matéria entrando em colapso um no outro, encontram fluidez com estrutura e forma, e o eterno no transitório, apreende a beleza e a simetria, a violência e o terror. Da mesma forma, a física das ondas é simultaneamente muito simples e impossivelmente complexa, a natureza não linear da dinâmica fluida, o que significa que eles podem permanecer relativamente regulares ou Combine sem aviso nas ondas desonestas Capaz de varrer as pessoas de pedras e navios afundando.

As ondas também são uma parte vital do sistema oceânico, ajudando a controlar a taxa na qual o oceano absorve o calor e o dióxido de carbono e moldando e sustentando as costas. E à medida que as temperaturas do oceano aumentam e os padrões climáticos mudam, as ondas estão mudando, em alguns oceanos crescendo maior e mais poderoso e rápido.

Isso tem implicações assustadoras para a costa e as comunidades costeiras que carregam o peso da fúria do oceano. Mas se acenar efetivamente – e a energia que transmitem – também podem ter um papel a desempenhar no combate à crise climática.

TAs ondas que vemos na superfície do oceano são principalmente ondas de vento. Como a pressão do vento nunca é uniforme, cria pequenas flutuações na superfície da água. À medida que o vento empurra contra essas flutuações, eles crescem, criando superfícies cada vez maiores e transferindo cada vez mais energia cinética do ar para o oceano. À medida que se movem pela superfície da água, essas flutuações interagem e combinam, primeiro formando ondulações, depois, à medida que se tornam mais regulares, ondas mais regulares e maiores. No oceano aberto, onde ventos poderosos podem soprar na água por centenas ou até milhares de quilômetros sem interrupção, eles acabam se tornando as enormes ondas que caem nas margens das latitudes mais altas.

As ondas também podem ser criadas por eventos sísmicos, como terremotos e erupções vulcânicas. As ondas criadas por esses eventos podem ser imensas. Em 1958, um deslizamento de terra na foz da Baía de Lituya, no Alasca, enviou uma onda estimada em 150 metros de altura na entrada estreita; Enquanto derramava no interior árvores niveladas mais de 500 metros acima do diabol. Mas seu poder destrutivo geralmente tem mais a ver com seus comprimentos de onda extremamente longos do que sua altura: embora o tsunami do dia de boxe de 2004 tenha apenas 10 metros de altura quando atingiu Aceh, foi até 600 quilômetros Longo, o que significa que, como uma maré enorme, varreu vastas quantidades de água longas distâncias para o interior.

Nem as ondas que vemos na superfície são as únicas ondas no oceano. O oceano é estratificado em camadas distintas de diferentes temperaturas e salinidade, e assim como as ondas se formam na interface entre a água e o ar, a saída de água fresca de rios e geleiras ou forças de maré pode enviar ondas ondulando ao longo dos limites entre essas camadas. Até o movimento diário das marés é realmente uma onda enorme criada pela gravidade da lua e do sol que rola ao redor do planeta. Esses processos desempenham um papel importante na mistura do oceano, ajudando a transportar mais densos e mais frios água das profundezas do oceano em direção à superfície e a transferir nutrientes e carbono das camadas superiores iluminadas pelo sol para águas mais profundas.

Compreender como esses vários sistemas são afetados pela mudança do clima não é fácil. O Dr. Mark Hemer, do CSIRO, diz que “as ondas são essencialmente o produto dos ventos, o que significa que são afetados por mudanças na circulação atmosférica na superfície”. E à medida que o aquecimento global aumenta a quantidade de energia na atmosfera, gera ventos mais altos e tempestades maiores, resultando em ondas maiores e mais poderosas.

Entre 1985 e 2018, o Wave Heights, no Oceano Antártico, aumentou 30 centímetros, ou cerca de um centímetro por ano. Como as ondas do Oceano Austral se propagam no Pacífico, no Atlântico Sul e no Oceano Índico, isso também contribuiu para aumentos no tamanho das ondas lá. A energia das ondas também está aumentandomarcando cerca de 8% desde os anos 80, com a taxa de mudança acelerando acentuadamente desde a virada do século, refletindo não apenas mudanças na altura das ondas, mas também tempestades cada vez mais intensas e Eventos de ondas extremas mais frequentes.

Pesquisas de Hemer e seus colegas prevêem que, sem cortes significativos nas emissões de carbono, esse processo continuará, embora essas mudanças não sejam consistentes em diferentes regiões: a altura das ondas no Pacífico Norte e no Atlântico Norte pode realmente diminuir.

Ian Young é professor de engenharia de Kernot na Universidade de Melbourne. Sua pesquisa mostra que Em 2100, cerca de 60% da costa mundial experimentará ondas extremas maiores e mais frequentese prevê que sem reduções drásticas nas emissões Eventos extremos do nível do mar podem aumentar dez vezes ou mais até o final do séculoE as inundações costeiras podem se retirar até 20% do valor da economia mundial. E enquanto o “maior problema é o aumento médio do nível do mar … a instalação de ondas de quebra pode ser responsável por até 20% das inundações”.

Eventos como a tempestade que varreu cerca de 25 metros da costa em Narrabeen e Colaroy nas praias do norte de Sydney, depositando uma piscina na praia e deixando casas penduradas em penhascos, demonstrar claramente os efeitos de ondas maiores e mais poderosas nas linhas costeiras e nas comunidades costeiras, especialmente em combinação com o aumento do nível do mar. Ondas maiores também têm contribuiu para eventos desastrosos de inundação em várias ilha do Pacíficos, ajudou a tirar centenas de metros de areia das praias e aceleraram o retiro de falésias no sudoeste da Inglaterra e da Françae estão ajudando acelerar os efeitos desastrosos do derretimento do permafrost e o aumento do nível do mar Em comunidades vulneráveis ​​no Ártico, onde as costas já estão se retirando muitos metros por ano.

No entanto, como Hemer observa, o foco apenas na altura das ondas é “um pouco como descrever uma orquestra simplesmente pelo volume em que ela toca”, especialmente quando se trata de impactos nas costas. Mesmo em partes do mundo onde prevê -se que as alturas das ondas diminuam, é provável que haja alterações na frequência, comprimento ou direção das ondas. Isso pode resultar em impactos mais prejudiciais das ondas, grandes mudanças no movimento natural da areia e sedimentos e aumentos nas inundações e surtos de tempestades. “As costas são essencialmente o equilíbrio das forças físicas que agem sobre elas. E se você mudar algum fator nisso, mudará o equilíbrio e eles responderão ”, diz Hemer.

CMuitos cientistas estão preocupados com a potencial destruição e interrupção de ondas maiores e mais violentas, outros acreditam que as ondas têm um papel a desempenhar no combate à crise climática. Estima -se que o poder médio das ondas cruzando a plataforma continental da Austrália seja Cerca de 10 vezes o consumo anual de energia da Austrália – Mais do que qualquer outro país do mundo. E, apesar dos desafios do desenvolvimento de tecnologias resistentes o suficiente para suportar os rigores do ambiente marinho, o poder das ondas tem muitas vantagens sobre outras formas de energia renovável: porque está posicionada no mar e no nível do mar, não compete por terras como solar ou afeto Vistas como vento offshore. E enquanto a energia das ondas é intermitente, é consideravelmente menos variável que o vento ou a energia solar.

Apesar disso, o setor de energia oceânica na Austrália permanece embrionário, com o investimento ficando muito atrás do vento e do solar. E embora tenha havido sucessos – em 2022 Melbourne Company Waveswell implantou com sucesso um conversor de energia de ondas de 200 kW capaz de acionar até 200 casasE do outro lado do continente, cientistas da Universidade da Austrália Ocidental acabaram de começar uma tentativa de um dispositivo de energia de onda de superfície Usando a tecnologia desenvolvida na Universidade de Manchester-eles são principalmente em pequena escala e ainda precisam ser implantados comercialmente.

Mark Hemer acredita que parte do problema é que, embora o vento e a energia solar já possam ser implantados em escala, as tecnologias capazes de aproveitar as ondas e as marés ainda estão em desenvolvimento. “Um dos maiores desafios para a energia das ondas é que são projetos de alto capital por meio dessa fase de demonstração”.

O Dr. Wiebke Ebeling é gerente da Marine Energy Research Australia da UWA, que está por trás do julgamento em Albany. Ela concorda que o maior desafio para a energia das ondas é que é uma tecnologia menos madura do que eólica e solar, mas argumenta que ainda tem o potencial de ser uma parte importante de um sistema de energia adequadamente diversificado. “Existem algumas proposições de grande valor com poder de onda. É mais denso em poder do que solar e vento. E porque as ondas são 24 horas por dia, 7 dias por semana, você efetivamente não tem intermitência. ”

O Ebeling está particularmente focado em estudos que mostram que a localização de instalações de energia das ondas ao lado do vento offshore aumenta significativamente a energia gerada sem aumentar significativamente os custos. “Se você integrar uma tecnologia de energia de ondas em torno da base de uma turbina eólica, dependendo da tecnologia e do local, você obtém qualquer coisa entre dois e meio e quatro vezes a energia. Portanto, não é um ou outro. ”

No entanto, apesar do crescente investimento em energia oceânica, especialmente na Europa, nos EUA e na China, a implantação da potência das ondas e das marés fica muito aquém dos níveis necessários para ajudar o mundo a atingir o zero líquido até 2050, com apenas alguns projetos que procederam além da fase do protótipo. Os advogados argumentam que o setor está à beira do rápido crescimento, mas outros permanecem céticos. “(AS) uma solução de escala ampla para o país, tem um caminho justo”, diz Mark Hemer, “e você estará pressionando as coisas para chegar lá”.

Um mundo mais quente significa mais turbulência, literal e metaforicamente, E ondas maiores e mais poderosas são apenas uma parte disso. Mas, à medida que as mudanças nas ondas do oceano aumentam para o exterior para alterar as costas e afetar atividades como o envio, elas oferecem um lembrete eloquente das maneiras muitas vezes inesperadas pelas quais os sistemas planetários estão interagindo e mudando à medida que o planeta esquenta. “A atmosfera e o oceano trabalham juntos”, diz Ian Young. “Impacte um e você afeta o outro.”