Furacões e outros desastres naturais seguem mesmos padrões matemáticos

Investigadores da Universidade Autònoma de Barcelona conseguem descrever as funções que relacionam a frequência de fenómenos naturais catastróficos com o valor da sua magnitude ou tamanho. Contamos-lhe tudo aqui.

Os investigadores realizaram uma análise estatística dum conjunto de fenómenos naturais que podem converter-se em catástrofes.

Se se anotar a magnitude de vários fenómenos naturais catastróficos e desenhar-se num gráfico quantos episódios tiveram lugar cada um deles ao longo da história, o resultado não é imprevisível. Muito pelo contrário, segue uma curva bem definida na qual quanto maior for a sua capacidade de destruição, menor é a frequência com que ocorrem. Por exemplo, pouquíssimos sismos chegam a ser catastróficos, enquanto que continuamente têm lugar inúmeros sismos pequenos, a maioria deles tão débeis que passam despercebidos para as pessoas e só são detetados por meio de instrumentos muito sensíveis. Esta informação é fundamental para se calcular os riscos associados.

No entanto, esta dependência nem sempre é evidente nem se ajusta à mesma função matemática, em particular no que respeita aos eventos maiores. Álvaro Corral e Álvaro González, investigadores do Centro de Investigação Matemática (CRM) e do Departamento de Matemática da Universidade Autònoma de Barcelona (UAB) concretizaram uma análise estatística precisa dum conjunto abrangente de fenómenos naturais que podem provocar desastres: terramotos, furacões, incêndios florestais, impactos de meteoritos na atmosfera, chuvas torrenciais e subsidências do solo devido a fenómenos cársticos (nos quais a água subterrânea dissolve o terreno).

Depois de analisarem os dados de milhares de episódios de diferente intensidade de cada um de estes fenómenos, estes investigadores conseguiram descrever com a mesma técnica matemática as funções que relacionam a frequência destes fenómenos com o valor da sua magnitude ou tamanho. A maioria deles seguem a chamada lei de potência, segundo a qual os eventos são cada vez mais abundantes quanto mais pequenos forem, sem que tenham um tamanho típico.

Todavia, a frequência de outros fenómenos, como os incêndios florestais em cada região, segue outra distribuição matemática (distribuição log-normal) desde os muito pequenos até aos mais devastadores, que chegam a queimar centenas de milhares de hectares.

Estimativa de riscos

O estudo publicado na revista Earth and Space Science, permitiu apurar como se ajustam estas funções em cada caso, e se continuam a ser válidas ou não para casos limite (por exemplo, eventos de magnitude extremamente grande), a fim de descrever com os mesmos padrões eventos de magnitudes muito distintas e também de origem muito díspar.

”Graças a este estudo poderá melhorar-se as estimativas de risco de eventos catastróficos em diferentes áreas do mundo, segundo o registo histórico de cada região”, afirma Álvaro Corral.

Muito por investigar

Os cientistas consideram notável o feito de que fenómenos de natureza tão diversa obedeçam à distribuição da lei de potência. Para Corral, “há interpretações de que isto sucede sempre que o fenómeno se converte seguindo um comportamento ‘de avalanche’, libertando rapidamente energia que se foi acumulando ao longo do tempo, mas ainda falta muito por investigar neste campo.”

Por exemplo, os incêndios florestais seriam uma exceção a esta regra, já que também podem ser descritos como “avalanches” de libertação repentina da energia que se acumulou em forma de biomassa.