miniaturadaimagem|270x270px|Um tornado é um exemplo de evento meteorológico extremo. Este tornado atingiu Anadarko, Oklahoma, durante um As condições meteorológicas extremas incluem condições meteorológicas inesperadas, incomuns, severas ou fora de época; condições meteorológicas nos extremos da distribuição histórica, isto é, a faixa que foi observada no passado. Os eventos extremos são baseados no histórico climático registrado de um local. Eles são definidos como estando entre os dez por cento mais incomuns (10º ou 90º percentil de uma função de densidade de probabilidade). Os principais tipos de clima extremo são as ondas de calor, ondas de frio e precipitação intensa ou eventos de tempestade, como ciclones tropicais. Os efeitos dos eventos meteorológicos extremos são custos econômicos, perda de vidas humanas, secas, inundações e deslizamentos de terra. O é um tipo específico de tempo extremo que apresenta riscos à vida e à propriedade.

Os padrões climáticos podem sofrer alguma variação e, portanto, o clima extremo pode ser atribuído, pelo menos em parte, à variabilidade climática natural que existe na Terra. Por exemplo, o El Niño-Oscilação Sul (ENSO) ou a Oscilação do Atlântico Norte (NAO) são fenômenos climáticos que afetam os padrões meteorológicos em todo o mundo. De modo geral, um evento meteorológico extremo não pode ser atribuído a uma única causa. No entanto, determinadas alterações sistêmicas nos sistemas climáticos globais podem levar ao aumento da frequência ou da intensidade de eventos meteorológicos extremos.

A mudança climática está tornando alguns eventos meteorológicos extremos mais frequentes e mais intensos. Isso se aplica em especial às ondas de calor e às ondas de frio. A ciência da atribuição de eventos extremos analisa as razões por trás deles. Os cientistas têm quase certeza de que a mudança climática torna mais severos os eventos de chuvas fortes e os períodos de seca. Os modelos climáticos indicam que o aumento das temperaturas agravará os eventos meteorológicos extremos em todo o mundo.

O clima extremo tem impactos graves na sociedade humana e nos ecossistemas. Há perda de vidas humanas, danos à infraestrutura e destruição de ecossistemas. Por exemplo, uma seguradora global, a Munich Re, estima que os desastres naturais causaram mais de 90 bilhões de dólares em perdas diretas globais em 2015. Algumas atividades humanas podem exacerbar os efeitos, como, por exemplo, o planejamento urbano deficiente, a destruição de áreas úmidas e a construção de casas ao longo de planícies de inundação.

Definição O tempo extremo descreve eventos meteorológicos incomuns, nos extremos da distribuição histórica para uma determinada área. O Sexto Relatório de Avaliação do IPCC define um evento meteorológico extremo da seguinte forma: “Um evento que é raro em um determinado local e época do ano. As definições de 'raro' variam, mas um evento meteorológico extremo normalmente seria tão raro quanto ou mais raro que o 10º ou 90º percentil de uma função de densidade de probabilidade estimada a partir de observações.”

Em comparação, o termo "" é qualquer aspecto do clima que represente riscos à vida e à propriedade ou que exija a intervenção das autoridades. O tempo severo é, portanto, um tipo específico de tempo extremo.

Tipos As definições de clima extremo variam em diferentes partes da comunidade científica, alterando os resultados das pesquisas nesses campos.

Ondas de calor

As ondas de calor são períodos de temperaturas e índices de calor anormalmente elevados. As definições de uma onda de calor variam devido à variação de temperaturas em diferentes localizações geográficas. O calor excessivo é geralmente acompanhado por altos níveis de umidade, mas também pode ser catastroficamente seco. esquerda|miniaturadaimagem|250x250px|Onda de calor na Europa em 2003 Como as ondas de calor não são visíveis como outras formas de clima severo, como furacões, tornados e tempestades, elas são uma das formas menos conhecidas de tempo extremo. O tempo extremamente quente pode prejudicar as populações e as colheitas devido à possibilidade de desidratação ou hipertermia, , dilatação térmica e insolação. Os solos secos são mais suscetíveis à erosão, diminuindo as terras disponíveis para a agricultura. A frequência de incêndios florestais pode aumentar, pois a vegetação seca tem maior probabilidade de se inflamar. A evaporação de corpos d'água pode ser devastadora para as populações marinhas, diminuindo o tamanho dos habitats disponíveis, bem como a quantidade de nutrientes presentes nas águas. As populações de gado e outros animais também podem diminuir.

Durante o calor excessivo, as plantas fecham os poros das folhas (estômatos), um mecanismo de proteção para conservar a água, mas que também reduz a capacidade de absorção das plantas. Isso deixa mais poluição e ozônio no ar, o que leva a uma maior mortalidade na população. Estima-se que a poluição extra durante o verão quente de 2006 no Reino Unido tenha custado 460 vidas. Estima-se que as ondas de calor europeias do verão de 2003 tenham causado 30 000 mortes em excesso, devido ao estresse térmico e à poluição do ar. Mais de 200 cidades dos EUA registraram novos recordes de temperaturas altas. A ocorreu em 1936 e matou mais de 5 000 pessoas diretamente. A pior onda de calor na Austrália ocorreu em 1938-39 e matou 438 pessoas. A segunda pior foi em 1896.

Também podem ocorrer quedas de energia em áreas com ondas de calor devido ao aumento da demanda por eletricidade (por exemplo, uso de ar condicionado). O efeito da ilha de calor urbana pode aumentar as temperaturas, principalmente durante a noite. miniaturadaimagem|250x250px|Onda de frio na América do Norte continental de 3 a 10 de dezembro de 2013. Vermelho significa temperatura acima da média; azul representa temperatura abaixo do normal|esquerda

Ondas de frio

Uma onda de frio é um fenômeno meteorológico que se distingue por um resfriamento do ar. Especificamente, conforme estabelecido pelo Serviço Nacional de Meteorologia dos EUA, uma onda de frio é uma queda rápida de temperatura em um período de 24 horas que exige uma proteção significativamente maior para a agricultura, a indústria, o comércio e as atividades sociais. O critério exato para uma onda de frio é determinado pela taxa de queda da temperatura e pelo mínimo para o qual ela cai. Esta temperatura mínima depende da região geográfica e da época do ano. As ondas de frio geralmente podem ocorrer em qualquer localização geológica e são formadas por grandes massas de ar frio que se acumulam em determinadas regiões, causadas por movimentos de correntes de ar.

Uma onda de frio pode causar morte e ferimentos em animais domésticos e selvagens. A exposição ao frio exige maior ingestão calórica para todos os animais, inclusive para os seres humanos, e se uma onda de frio for acompanhada de neve pesada e persistente, os animais de pasto podem não conseguir obter o alimento e a água necessários e morrer de hipotermia ou fome. As ondas de frio exigem geralmente a compra de forragem para o gado, o que representa um custo significativo para os fazendeiros. As populações humanas podem sofrer queimaduras de frio quando expostas por longos períodos ao frio, o que pode resultar na perda de membros ou em danos aos órgãos internos.

O frio extremo do inverno causa geralmente o congelamento de tubulações de água mal isoladas. Até mesmo alguns encanamentos internos mal protegidos podem se romper quando a água congelada se expande dentro deles, causando danos à propriedade. Os incêndios, paradoxalmente, tornam-se mais perigosos durante o frio extremo. A tubulação de água pode se romper e os suprimentos de água podem se tornar não confiáveis, dificultando o combate a incêndios.

As ondas de frio que trazem congelamentos e geadas inesperados durante a estação de crescimento em zonas de latitude média podem matar as plantas durante os estágios iniciais e mais vulneráveis de crescimento. Isso resulta em quebra de safra, pois as plantas morrem antes que possam ser colhidas de forma rentável. Essas ondas de frio já causaram fome. As ondas de frio também podem fazer com que as partículas do solo endureçam e congelem, dificultando o crescimento das plantas e da vegetação nessas áreas. Um caso extremo foi o chamado Ano sem Verão de 1816, um dos vários anos durante a década de 1810 em que várias colheitas fracassaram durante ondas de frio anormais no verão, depois que erupções vulcânicas reduziram a incidência de luz solar.

Em alguns casos, a maior frequência de invernos extremamente frios - ou seja, em partes da Ásia e da América do Norte, incluindo a onda de frio norte-americana de fevereiro de 2021 - pode ser resultado da mudança climática, por exemplo, devido a mudanças no Ártico. No entanto, as conclusões que vinculam as mudanças climáticas às ondas de frio ainda são consideradas controversas. O projeto PESETA IV do JRC concluiu em 2020 que a mudança climática geral resultará em um declínio na intensidade e na frequência de períodos de frio extremo, com invernos mais amenos reduzindo as fatalidades causadas pelo frio extremo, mesmo que o clima extremo de frio individual possa, às vezes, ser causado por mudanças devido à mudança climática e possivelmente até se tornar mais frequente em algumas regiões. De acordo com um estudo de 2023, “os eventos de frio extremo fraco (ECEs) diminuem significativamente em frequência, área de projeção e área total no hemisfério norte com o aquecimento global. No entanto, a frequência, a área de projeção e a área total dos ECEs fortes não mostram nenhuma tendência significativa, ao passo que estão aumentando na Sibéria e no Canadá.” Chuvas fortes e tempestades Ciclones tropicais

Causas e atribuição

Pesquisa de atribuição De modo geral, um evento de clima extremo não pode ser atribuído a uma única causa. No entanto, certas mudanças sistêmicas nos sistemas climáticos globais podem levar ao aumento da frequência ou da intensidade de eventos climáticos extremos.

As primeiras pesquisas sobre condições climáticas extremas concentravam-se em declarações sobre a previsão de determinados eventos. A pesquisa contemporânea concentra-se mais na atribuição de causas às tendências dos eventos. Em particular, o campo está se concentrando na mudança climática juntamente com outros fatores causais para esses eventos.

Um relatório de 2016 das Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina recomendou o investimento em práticas compartilhadas aprimoradas em todo o campo que trabalha com pesquisa de atribuição, melhorando a conexão entre os resultados da pesquisa e a previsão do tempo.

À medida que mais pesquisas foram feitas nessa área, os cientistas começaram a investigar a conexão entre as mudanças climáticas e os eventos meteorológicos extremos e quais impactos futuros podem surgir. Grande parte desse trabalho é feita por meio de modelagem climática. Os modelos climáticos fornecem previsões importantes sobre as características futuras da atmosfera, dos oceanos e da Terra usando dados coletados presentemente. Entretanto, embora os modelos climáticos sejam essenciais para o estudo de processos mais complexos, como a mudança climática ou a acidificação dos oceanos, eles ainda são apenas aproximações. Além disso, os eventos meteorológicos são complexos e não podem ser vinculados a uma única causa - geralmente há muitas variáveis atmosféricas, como temperatura, pressão ou umidade, a serem observadas, além das influências das mudanças climáticas ou da variabilidade natural.

Variabilidade natural