As alterações climáticas estão claramente a conduzir a mudanças nos padrões meteorológicos, em particular na frequência, intensidade, duração e calendário dos fenómenos meteorológicos e dos seus extremos, resultando num aumento dos registos de calor e das vagas de calor, com um impacto sociológico, ecológico e físico no nosso ambiente. De 1951 a 1980, foram registadas temperaturas estivais excecionalmente elevadas em menos de 1% da superfície terrestre. Nessa altura, considerava-se teoricamente que as temperaturas excepcionais só ocorriam com uma probabilidade máxima de 0,13%, ou seja, muito raramente. No entanto, estes acontecimentos, raros na altura, foram registados em cerca de 10% da superfície terrestre no período de 2001 a 2010. Além disso, de 1979 a 2013, o período anual em que podem ocorrer incêndios florestais aumentou, em média, cerca de 19% à escala mundial, embora se deva ter em conta que o gatilho dos incêndios florestais é frequentemente de origem humana (por exemplo, negligência ou fogo posto).

Embora possa parecer contraditório, as alterações climáticas também estão a contribuir para um inverno mais rigoroso: como o aquecimento da atmosfera retém mais vapor de água, consequentemente, mais tarde no ano, quando as temperaturas descem e condensam esse vapor, há mais queda de neve. Esta alteração é claramente visível na imagem da direita: as variações de temperatura causadas pelas alterações climáticas influenciam os padrões climáticos. Assim, apesar do aquecimento global, podem ainda ocorrer episódios de frio extremo a nível local, embora se preveja que sejam menos frequentes.

A precipitação, e em particular a precipitação intensa, refere-se a um fenómeno em que a quantidade de precipitação (ou queda de neve) registada num determinado local excede substancialmente a norma e dura um período de tempo prolongado. As alterações climáticas e o aquecimento global podem influenciar a intensidade e a frequência da precipitação: à medida que a atmosfera aquece, aumenta a quantidade de água que se evapora dos oceanos, dos lagos e do solo e acaba no ar. Os cientistas determinaram que a atmosfera é capaz de reter mais 4% de vapor de água por cada 1ºF adicional de aquecimento. Consequentemente, o ar absorve mais vapor de água, a quantidade de vapor na atmosfera aumenta e, quando este se condensa, ocorre uma precipitação forte e intensa. Os impactos da precipitação intensa incluem a erosão dos solos, danos nas culturas e aumento do risco de inundações.

Em média, a nível mundial, a precipitação intensa está a tornar-se mais frequente e violenta, tanto em zonas secas como húmidas. Atualmente, cerca de 18% desta precipitação pode ser atribuída ao aquecimento global. No entanto, o aumento da frequência das precipitações extremas pode variar muito de região para região. O Mediterrâneo, por exemplo, aqueceu consideravelmente nas últimas décadas. Como resultado, mais água evapora das suas águas e é transportada para norte devido a uma certa disposição das zonas de alta e baixa pressão (depressão mediterrânica); este fenómeno pode levar a um aumento das chuvas fortes e das inundações na Europa Central.

É difícil formular uma definição universalmente aceite de seca porque a ciência reconhece e classifica diferentes tipos de seca. Os factores naturais determinam onde e quando a seca ocorre.

Os meteorologistas definem a seca como um período prolongado de tempo seco causado principalmente pela falta de precipitação, mas também pode ser visto como um desequilíbrio prolongado entre a precipitação e a evaporação. O aquecimento global leva a uma evaporação mais intensa da humidade do solo a nível local e, consequentemente, a uma maior probabilidade de secas mais intensas em determinadas zonas. Além disso, desde meados do século XX, as zonas mais secas da Terra expandiram-se, especialmente em África, no Sul da Europa, no Leste e no Sul da Ásia, bem como em muitas partes das latitudes setentrionais, médias e altas. Esta situação provoca uma grave escassez de água para as populações destas zonas e prejudica o nosso sistema ecológico.

Devido às alterações climáticas, é provável que os ciclones tropicais sejam afectados de várias formas: por exemplo, são esperadas tempestades mais fortes com um aumento da precipitação e da velocidade do vento. No entanto, as possíveis consequências das alterações climáticas também incluem uma diminuição da frequência global e uma extensão em direção ao pólo onde os ciclones atingem a sua intensidade máxima.

Os ciclones tropicais têm origem acima dos oceanos a uma temperatura de 26°C, porque precisam do impulso de ar quente e húmido para se formarem. Com as alterações climáticas, a temperatura da água aumenta e, consequentemente, a sua evaporação também, o que significa que é fornecida mais energia às tempestades. Prevê-se também que, devido ao aumento do vapor de água no ar, os futuros ciclones sejam acompanhados por precipitações mais intensas. Por outro lado, o aquecimento global reduz os movimentos ascendentes e descendentes do ar, enquanto aumenta os fluxos horizontais, que se sobrepõem uns aos outros e diferem na direção e/ou na velocidade do vento. Isto ocorre, por exemplo, a altitudes mais elevadas nas regiões de origem dos ciclones atlânticos na África Central e Ocidental. Esta tendência pode dificultar a formação de ciclones tropicais, pelo que o seu número total pode diminuir.

As alterações climáticas e o aquecimento global farão com que a intensidade média global dos ciclones tropicais mude para tempestades mais fortes. A intensidade destas tempestades aumentará 2-11% até 2100, com um aumento de 20% da precipitação, o que, consequentemente, causará mais danos à sua passagem.

As alterações nas trovoadas já são evidentes quando ocorrem atualmente e a causa são as alterações climáticas: prevêem-se mais trovoadas extremas de curta duração no futuro devido ao aquecimento global. Estudos e especialistas revelaram que o aumento das temperaturas intensificará a precipitação extrema no futuro a um ritmo muito mais elevado do que a precipitação média, com uma tendência para um aumento acentuado de trovoadas curtas mas violentas, também caracterizadas por ventos fortes ou tornados. Estes fenómenos meteorológicos extremos causarão prejuízos de milhares de milhões de euros.

As trovoadas são o resultado da interação de vários factores diferentes: para que ocorram trovoadas muito fortes, é sempre necessário algum tipo de “mecanismo de elevação” para desencadear a subida do ar, ou fortes correntes horizontais sobrepostas, diferentes em direção e velocidade do vento. Em particular, o movimento ascendente do ar húmido e quente desempenha um papel importante como fonte de energia na formação de trovoadas. O vapor de água contido neste ar condensa-se, libertando energia térmica e intensificando assim o processo de formação de trovoadas. O aquecimento global faz com que a atmosfera aqueça e, consequentemente, absorva mais humidade, libertando mais energia durante a condensação. Por conseguinte, espera-se que ocorram trovoadas mais intensas na presença destas condições meteorológicas.

No entanto, devido aos muitos factores que influenciam e à deteção incompleta das trovoadas, é difícil formular uma opinião universalmente consensual sobre o seu desenvolvimento global e os fenómenos meteorológicos associados.

Uma vez formadas, as trovoadas têm potencial para se tornarem ainda mais intensas e terem consequências mais devastadoras do que as que já têm no clima atual.

A temperatura é o principal fator que determina se a precipitação cai no solo sob a forma de neve, gelo ou chuva.

O aumento das temperaturas já está a influenciar os padrões de queda de neve. O senso comum diz-nos que num clima mais quente haverá menos queda de neve, porque as temperaturas mais quentes derretem a neve e transformam-na em chuva antes de atingir o solo, mas, contra-intuitivamente, o aquecimento global pode fazer com que as regiões mais frias tenham mais queda de neve a curto e médio prazo. A razão pela qual isto pode acontecer é que o ar mais quente “retém” mais humidade (estudos demonstraram que há cerca de quatro por cento mais por cada grau Fahrenheit) e esta humidade adicional pode cair sob a forma de neve quando as temperaturas são inferiores a zero. O que as pessoas não sabem sobre a neve é que a neve sazonal, em particular, é uma parte importante do sistema climático da Terra. Quando a neve derrete, a água ajuda a encher rios e reservatórios em muitas áreas. É importante notar que as alterações na quantidade e no momento da queda de neve podem afetar a quantidade de água disponível para os seres humanos.

A neve actua como um cobertor que protege o solo e os seus organismos da variabilidade da temperatura do ar. Quando o solo congela, não consegue absorver facilmente nova água líquida, o que leva a um aumento do escoamento superficial e a potenciais inundações. Uma vez que uma maior fração da precipitação cai sob a forma de chuva em vez de neve, o risco de inundações também aumenta.

As ondas de calor extremas estão a aumentar em frequência e intensidade devido ao aquecimento global. As alterações climáticas estão a tornar as ondas de calor, que costumavam ser eventos esporádicos, mais longas, mais extremas e mais frequentes do que antes.

Um novo estudo, publicado em 26 de julho de 2021, mostra como as ondas de calor recorde e de longa duração estão a tornar-se cada vez mais prováveis. As ondas de calor são algo natural, mas intensificadas pelas emissões de gases com efeito de estufa. Em particular, durante o verão no hemisfério norte, a metade norte do planeta está inclinada para o sol, o que aumenta as horas de luz do dia e aquece o hemisfério.

As ondas de calor ocorrem quando a pressão atmosférica sobre uma área se acumula devido a um sistema de alta pressão (anticiclone). Isto cria condições que provocam o afundamento da coluna de ar, que se comprime, aquece e muitas vezes seca. O ar que se afunda actua como um dossel (também conhecido como cúpula térmica), retendo o calor latente já absorvido pela paisagem e fazendo com que a temperatura do ar aumente ainda mais. Embora isto aconteça todos os Verões, os efeitos são agora amplificados pelo aquecimento global. Este facto é alarmante devido a todas as consequências que as ondas de calor provocam, como os incêndios, para não falar das complicações que estas ondas trazem para a saúde humana: quando está muito calor, o corpo humano é incapaz de se arrefecer eficazmente, na verdade, normalmente o nosso corpo consegue arrefecer-se através da transpiração, mas quando a humidade é elevada, o suor não se evapora tão rapidamente, podendo levar a uma insolação e a outras complicações (relacionadas com o coração), especialmente para os idosos.