3-12-06_Sintese_da_unidade

Síntese da unidade
Alterações climáticas
Introdução



O clima está em constante alteração, constituindo
uma ameaça para o Homem e para a Natureza.
Estas alterações podem ter causas naturais e/ou
antropogénicas.
A composição da atmosfera tem sido alterada pela
emissão de certos gases provocado pelo
crescimento das actividades humanas.
A evolução do clima



A alteração do clima constitui um dos maiores
problemas ambientais que a humanidade terá de
enfrentar no futuro.
Para conhecer o clima de há milhares de anos, os
cientistas estudam registos geológicos e plantas
fósseis.
Estes métodos fornecem pistas sobre a
temperatura, regime de chuvas e tipo de ventos,
bem como acerca da constituição da atmosfera.


A atmosfera terrestre tem mudado ao longo
dos tempos originando alterações
importantes no clima global, regional e
local.
Os estudos sugerem que essas mudanças
são cíclicas, com períodos de aquecimento
global seguidos de períodos mais frios.
A atmosfera


-
É a camada gasosa que envolve a Terra, constituíndo um
sistema complexo de gases e partículas sólidas e líquidas,
que é mantido em suspensão sobre o planeta, pela acção da
gravidade.
Composição:
Azoto
Oxigénio
Árgon
Dióxido de carbono
Néon
Cripton
Hidrogénio
Ozono
Constituição:







Troposfera
Tropopausa
Estratosfera
Estratopausa
Mesosfera
Mesopausa
Termosfera
Evolução da atmosfera da Terra
A Terra tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos. Seria pouco provável que o
nosso planeta tivesse permanecido durante todo esse tempo idêntico, na sua
forma e na sua composição, ao planeta que hoje habitamos. O mesmo ocorre
com a atmosfera terrestre, que nem sempre apresentou a mesma composição
química. Assim, pode-se dizer que existiram três atmosferas que seguiram
uma evolução:
Atmosfera primária
Atmosfera secundária
Atmosfera terciária
O clima




O clima compreende os diversos fenómenos climáticos que ocorrem
na atmosfera de um planeta.
Eventos comuns na Terra:
 Vento
 Tempestade
 Chuva
 Neve
Ocorrem particularmente na
troposfera (parte mais baixa da
atmosfera)
Guiado pela energia do sol.
Factores chave:
 Temperatura
 Precipitação
 Humidade
 Pressão atmosférica
 Nuvens
 Velocidade do vento
 “o clima é a síntese do tempo
e a nossa expectação sobre as
condições meteorológicas
futuras”.
Tipos de clima e fenómenos
climáticos
Tropical
 Subtropical
 Mediterrânico
 Temperado
 Oceânico
 Continental
 Alpino
 Polar
 Árido ou seco
Fenómenos Climáticos
 Chuva
 Furacão
 Granizo
 Neve
 Tempestade
 Tornado
 Vento
A camada de ozono
Da radiação solar que atinge a superfície da Terra:
- 45% corresponde ao espectro visível (luz visível)
- 45% a radiação infravermelha e 10% a radiação ultravioleta. Uma
maior intensidade desta, seria incompatível com a vida na Terra.




O ozono é um gás cuja molécula é formada por três átomos de
oxigénio (O3)
O ozono (O3) encontra-se especialmente nas camadas superiores da
atmosfera (estratosfera) a 15 km da superfície e forma um escudo
(cerca de 30 km de espessura).
Esta fina camada constitui a única protecção da Terra para filtrar os
raios ultravioletas do Sol, permitindo assim a existência de vida na
Terra - camada de ozono.
Destruição da camada de ozono
Quando libertados para o ar alguns produtos químicos estáveis na
troposfera (feitos pelo homem), contendo cloro (ou bromo), gradualmente chegam
à estratosfera, sendo degradados pelos altos níveis de radiação UV, libertando
átomos de cloro, extremamente reactivos.





Assim, acabam por reagir com o Ozono para formar monóxido de cloro,
“roubando” um átomo de oxigénio e convertendo a molécula de Ozono em
oxigénio.
Esse oxigénio pelas radiações UV, é degradado em 2 átomos de oxigénio.
As moléculas de monóxidos de cloro reagem com átomos livres de oxigénio
(da reacção 3), libertando o seu átomo de oxigénio “roubado” para formar mais
oxigénio molecular e átomos livres de cloro.
O Ozono é degradado pela radiação UV formando oxigénio.
Alguns compostos responsáveis pela destruição da camada de ozono






–
–
–
–
–
–
CFCs = clorofluorcarbonos
HCFCs = hidroclorofluorcarbonos
HBFCs = hidrobromofluorcarbonos
Halons
Tetracloreto de carbono
Brometo de metilo.
Chuvas ácidas



São chuvas muito poluídas que carregam certas substâncias
presentes no ar, provocando efeitos bastante danosos.
Este tipo de chuva é caracterizada por um pH inferior a 4,5. É
causada pelo enxofre proveniente das impurezas da queima dos
combustíveis fósseis e pelo nitrogénio do ar, que se combinam com
o oxigénio para formar dióxido de enxofre e dióxido de nitrogénio.
Estes difundem-se pela atmosfera e reagem com a água para formar
ácido sulfúrico e ácido nítrico, que são solúveis em água.
A chuva ácida pode contaminar o solo, as plantações, os rios e os
lagos, que levam as substâncias “venenosas” trazidas da atmosfera
até locais muito distantes do seu ponto de precipitação.
Consequências das chuvas ácidas



Este tipo de chuva tem alto poder destruidor nos locais em que caem.
Destroem florestas, queimando as folhas da árvores, tornando o solo
ácido ou provocando a sua erosão. Podem também ocasionar um
deslocamento de elementos do solo, como alumínio, cálcio, magnésio
e potássio. Quando libertados, esses elementos são levados pelas
enxurradas ou ventos, causando alteração química dos solos e
envenenando cursos de água.
As chuvas ácidas podem causar danos também em metais e pedras. A
carroçaria dos carros de regiões atingidas pode-se deteriorar
rapidamente. Monumentos históricos sofrem danos sérios.
Quando a precipitação atinge rios e lagos, mata peixes e outros
organismos aquáticos. A água contaminada, quando consumida por
pessoas, pode provocar problemas de saúde, inclusive distúrbios no
sistema nervoso. Algumas espécies de mamíferos morrem devido à
deterioração das suas fontes alimentares.
Efeito de estufa



É um mecanismo que mantém a temperatura da Terra
constante. Sem ele, a temperatura seria em média 34º C mais
fria do que é hoje.
O efeito de estufa gerado pela natureza é necessário à vida no
planeta.
O problema está no aumento deste efeito para além do
normal, provocando um desequilíbrio no sistema e um
aquecimento global da Terra.
Como funciona?
Durante o dia, a superfície da Terra absorve parte da energia solar
e reflecte outra parte. Dessa porção que é reflectida, uma
percentagem regressa ao espaço, outra parcela é absorvida pela
camada de gases de estufa que envolve o planeta. Estes gases
naturais que existem na atmosfera, funcionam como um escudo
que impede a saída total do calor para o espaço, fazendo com que
o planeta permaneça quente. Daí o nome “efeito de estufa”: deixa a
luz do Sol entrar e evita que parte do calor saia.
Quais as causas do aumento
do efeito de estufa?
• Utilização intensa de combustíveis fósseis (petróleo,
gás natural e carvão), nomeadamente através da
circulação quotidiana de milhões de veículos automóveis;
• Crescente número de indústrias poluentes;
• Avanço da desflorestação.
Tudo isto resulta num aumento da concentração de gases
de efeito de estufa (especialmente do dióxido de carbono)
na atmosfera.
Principais gases de Efeito de
Estufa (GEE)
* O dióxido de Carbono (CO2) tem um tempo de duração de 50 a 200 anos e,
entre os restantes gases, é o que mais contribui para efeito estufa, com uma
participação de 64 por cento;
* O metano (CH4) tem um tempo de duração de nove a 15 anos e participa em
19 por cento para o efeito estufa;
* O óxido Nitroso (N20) tem um tempo de duração de 120 anos e participa em
5,7 por cento para o efeito estufa;
* O hexafluoreto de enxofre (SF6) dura cerca de 3200 anos e contribui em 0.08
por cento para o efeito estufa;
* O hidrofluorcarboneto (HFC) dura 1,5 a 264 anos e tem um contributo
"negligenciável" para o efeito estufa;
* O polifluorcarboneto (CFCs) tem um tempo de duração de 50 a 1700 anos e
participa em dez por cento para o efeito estufa;
Quais as consequências?
• Alterações da precipitação;
• Subida do nível dos oceanos (degelo) e a ocorrência de
cheias;
• Ondas de calor;
• Avanço da desertificação.
Medidas de minimização
• Substituir os combustíveis fósseis por energias alternativas
não poluentes;
• Plantar ou replantar áreas florestais;
• Poupar energia;
• Substituir o carro pelos transportes públicos, andar mais a
pé e de bicicleta;
• Utilizar energia solar nas nossas casas;
• Evitar o uso de sprays com clorofluorcarbono (CFC);
• Cuidar das florestas e manter áreas de jardim ou quintal.
Aquecimento global
Fenómeno climático de larga extensão, que corresponde a um aumento
da temperatura média da superficie da Terra e que vem acontecendo nos
últimos 150 anos.
Segundo o IPPC (Painel Intergovernamental para as Mudanças Climáticas, estabelecido
pelas Nações Unidas e pela Organização Meteorológica Mundial em 1988), a
maioria do aquecimento observado durante os últimos 50 anos deve-se muito
provavelmente a um aumento do efeito de estufa, havendo evidência forte de que a
maioria do aquecimento seja devido a actividades humanas (causas antropogénicas).
Como se dá esse aquecimento?






A Terra recebe radiação emitida pelo Sol e devolve grande parte dela para o
espaço através de radiação de calor.
Os gases responsáveis pelo efeito de estufa (vapor de água, dióxido de
carbono, ozono, CFC´s) absorvem alguma da radiação infravermelha emitida
pela superfície da Terra e irradiam por sua vez alguma da energia absorvida
de volta para a superfície.
Como resultado, a superfície recebe quase o dobro de energia da atmosfera
do que a que recebe do Sol e a superfície fica cerca de 30ºC mais quente do
que estaria sem a presença dos gases «de estufa».
Sem esse aquecimento, a vida, como a conhecemos, não poderia existir.
O problema é que os poluentes atmosféricos aumentam esse efeito de
radiação, podendo ser os responsáveis pelo aumento da temperatura média
superficial global que se parece estar a verificar.
O Protocolo de Kyoto visa a redução da emissão de gases que promovem o
aumento do efeito de estufa.
Causas possíveis
 Aumento nas emissões de gases do efeito estufa, como CO2
- O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) defendeu que o
aquecimento global é causado pela emissão de gases poluentes tipo CO2;
- No entanto, investigação recente parece indicar que, embora pareça estar a ocorrer um
aquecimento global, a estratosfera está a arrefecer em resposta ao aumento dos gases de
estufa (como o CO2).
 Aumento da actividade solar durante o último século
- Por sua vez, uma equipa do Centro Espacial Nacional Dinamarquês encontrou evidência
experimental de que a radiação cósmica proveniente da explosão de estrelas pode
promover a formação de nuvens na baixa atmosfera.
- Como, durante o século XX, o campo magnético do Sol, que protege a Terra de radiação
cósmica, mais do que duplicou em intensidade, o fluxo de radiação cósmica foi menor.
Isso poderá ter reduzido o número de nuvens de baixa altitude na Terra, que promovem
um arrefecimento da atmosfera. Pode ser um factor muito importante, e até agora
descurado, na explicação do aquecimento global durante o último século.
 O vapor de água é estimulado pelo calor e aumenta ainda mais o
mesmo, contribui com o efeito de estufa.
 O reflexo no gelo pode acabar, pois com o calor, e sua consequente
evaporação, o espaço por ele ocupado deixaria de reflectir 80% do calor e
apenas 10%. O tanto que a água reflecte.
 A absorção de gás carbónico diminui, já que os principais responsáveis pelo
processo, os oceanos, não atingem o seu limite de absorção mais facilmente,
quando o calor é maior.
 Existem muitos gases presos em antigas massas de gelo, que ao derreterem,
ficam sujeitas às bactérias e acabam transformando-se em gás metano, um forte
contribuinte para com o efeito estufa. Além disso, o calor estimula a emissão de
gás carbónico.
 Controlando as emissões de aerossóis podemos aumentar o calor global, já que
os mesmos, geralmente, criam nuvens reflectoras da luz solar.
Efeitos do aquecimento
Importantes mudanças ambientais têm sido observadas e foram ligadas ao
aquecimento global:
 Diminuição da cobertura de gelo, aumento do nível do mar, mudanças dos padrões climáticos
são exemplos das consequências do aquecimento global que podem influenciar não apenas as
actividades humanas mas também os ecossistemas.
O aumento da temperatura global permite que um ecossistema mude; algumas espécies podem
ser forçadas a sair dos seus habitats (possibilidade de extinção) devido a mudanças nas
condições, enquanto outras podem espalhar-se, invadindo outros ecossistemas.
No entanto, o aquecimento global também pode ter
efeitos positivos, uma vez que aumentos de
temperaturas e aumento de concentrações de CO2
podem aprimorar a produtividade do ecossistema.
Uma outra causa de grande preocupação é o aumento do nível do mar:
 O nível dos mares está a aumentar em 0.01 a 0.025 metros por década e em
Alguns países insulares, no Oceano Pacífico, são expressivamente preocupantes,
porque cedo eles estarão debaixo de água.
 O aquecimento global provoca subida dos mares principalmente por causa
da expansão térmica da água dos oceanos.
 O derretimento de glaciares e camadas de gelo sobre as montanhas, que não se
espera que contribuam significativamente para o aumento do nível do mar nas
próximas décadas, por estarem em climas frios, com baixas taxas de precipitação e
derretimento.
Figura 4 - Nível dos oceanos.
O aquecimento da superfície favorece um aumento da evaporação
nos oceanos.
Mais vapor de água na atmosfera (o gás de estufa mais
importante).
Aumento do efeito de estufa e aquecimento da superfície terrestre reforçado.
No entanto, mais humidade no ar pode também significar uma presença de mais
nuvens na atmosfera o que se pensa que, poderá causar um efeito de
arrefecimento.
 As nuvens têm de facto um papel importante no equilíbrio energético
porque controlam a energia que entra e que sai do sistema.
Podem arrefecer
a Terra, ao reflectirem
a luz solar para o
espaço.
Podem aquece-la
por absorção da
radiação infravermelha
radiada pela
superfície.
 Por outro lado, o aumento da evaporação poderá provocar pesados aguaceiros
e mais erosão.
 O aquecimento global também pode apresentar efeitos menos óbvios. A
Corrente do Atlântico Norte, por exemplo, é provocada por diferenças de
temperatura entre os mares. E aparentemente ela está a diminuir à medida que
a temperatura média global aumenta. Isso significa que áreas como a
Escandinávia e a Inglaterra que são aquecidas pela corrente poderão apresentar
climas mais frios devido ao aumento do aquecimento global.
Protocolo de Kyoto
Em que consiste?
Desertificação
Origem
Causas
Degelo
O problema do degelo
Perigos
Poluição atmosférica




A poluição do ar é a principal responsável pelo efeito de estufa e
está por detrás de inúmeros problemas ambientais.
A poluição é caracterizada pelas alterações na composição e nas
propriedades do ar, tornando-o nocivo, impróprio ou ainda
inconveniente à saúde humana, à vida animal e também aos
vegetais.
O ar é um dos elementos que tem sofrido vários ataques de
poluentes oriundos das actividades do homem, principalmente nas
aglomerações urbanas.
Assim, enormes conflitos contra a natureza têm se verificado ao
longo dos últimos anos, atingindo fortemente o ar que respiramos.
Principais fontes de poluição do ar




Os grandes empreendimentos industriais que, embora aplicando
eficientes medidas preventivas, ainda causam intensa poluição da
atmosfera.
As residências e pequenas indústrias que usam lenha ou carvão para as
suas actividades emitem fumaça, poeiras e óxidos de enxofre.
A circulação de milhares de veículos automotores nas cidades de todos
os países do mundo, libertando grandes volumes de monóxido de
carbono, chumbo, partículas sólidas, óxido de nitroso, etc.
A prática permanente de queimadas de florestas e campos, resíduos
agrícolas e os incêndios, em geral, além de contribuírem para a
diminuição da fertilidade do solo, causam grande poluição do ar.
Consequências da poluição do ar

As consequências da poluição do ar vêem sempre acompanhadas de
efeitos directamente ligados à saúde humana, dos animais e também
dos vegetais, sendo classificados em estéticos, irritantes e tóxicos.

Um único poluente pode provocar mais de um efeito.

Assim, um elemento, de acordo com sua estabilidade, pode ser
irritante e tóxico ao mesmo tempo.

Os efeitos estéticos são causados pela presença de vapores,
fumaças, poeiras e aérosois, provocados pela acção antrópica, e que,
muitas vezes, causam odores desagradáveis, como é o caso do lixo,
esgotos e das águas poluídas, que liberam o gás sulfídrico, com
forte odor.



Os efeitos irritantes manifestam-se directamente nos olhos, na
garganta e nos brônquios, com maior gravidade nas crianças e nas
pessoas idosas ou naquelas que apresentam problemas pulmonares,
como alergias, bronquites ou asma.
Esses sintomas irritantes são causados pelo formol emitido na
queima da madeira seca ou verde e pelas poeiras e aerossóis que
estão em suspensão no ar.
Os efeitos tóxicos são provocados pela presença, principalmente, de
um gás, que acaba por ser absorvido em grande escala, juntamente
como oxigénio.
Uma grande gama de elementos estranhos ao ar, quando absorvidos
através da respiração, causam sintomas distintos.
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Dores de cabeça
Desconforto
Cansaço
Palpitações no coração
Vertigens
Diminuição dos reflexos
Irritação dos olhos, nariz, garganta e pulmões
Asma aguda e crónica
Bronquite e enfisemas
Cancro
Destruição de enzimas e proteínas
Degeneração do sistema nervoso central
Doenças dos ossos
Condições meteorológicas que exercem
influência na poluição

Transporte pelo vento.

Recirculação do ar pelos ventos localmente dominantes.

Dispersão da poluição pelo vento.

Variação da intensidade radiação solar que chega à superfície,
causada pelo ciclo anual, pela presença de núvens na atmosfera.

Mistura vertical e diluição da poluição na camada limite da
atmosfera.


Temperatura.
Humidade relativa, temperatura do ponto de orvalho (temperatura à
qual ocorre a condensação do vapor de água para o estado liquido).
Alterações climáticas


A partir da Revolução Industrial, o planeta passou a enfrentar uma
nova realidade: a mudança de temperatura causada pelo homem
através da poluição.
Fenómenos meteorológicos extremos mais frequentes e mais
intensos (ciclones, tufões, furacões, tempo seco); Verões mais secos
e prolongados no nosso país, notícias de aumento da temperatura
média da atmosfera do planeta, degelos no Árctico, no Antárctico e
nos glaciares das montanhas. Aumento da temperatura dos oceanos.
Desertificação. Seca. Incêndios florestais.
As alterações climáticas poder-se-iam resumir do
seguinte modo:
Causas das alterações climáticas
Naturais

Há alterações climáticas naturais que se produzem ao longo de grandes
períodos de tempo. São causados por:
*
*
*
*
*
*
Ciclos solares;
Variação da excentricidade da órbita terrestre em
Variação da inclinação do eixo da Terra;
Precessão do eixo de rotação terrestre.
Vulcanismo
Queda de meteoritos
volta do Sol;
Antropogénicas

O efeito de estufa é um fenómeno natural.

A Terra emite para o espaço a mesma quantidade de energia que recebe de
radiação solar, com vista à manutenção do seu equilíbrio térmico. No entanto,
devido à actividade do Homem, resulta um adicionamento de GEE, ampliando a
concentração de energia, o que reduz a eficiência com que a terra arrefece.
Consequências das alterações climáticas


Aquecimento Global / efeito de estufa da atmosfera, aumento do
contraste térmico entre as regiões quentes e frias, degelo, subida do
nível médio das águas do mar, submersão de áreas fluviaismarítimas;
Mudanças na circulação atmosférica e oceânica: emergência de El
Niños, alteração da regulação termohalina, diminuição da corrente
Deriva do Atlântico Norte, alteração de localização dos centros de
pressão atmosférica e dos ventos, mudanças nos regimes
pluviométricos;

Alterações na Biosfera e Pedosfera: desequilíbrios nos
ecossistemas;

Aumento de catástrofes naturais: furacões, inundações,
secas/desertificação, fogos;

Alterações no ciclo Hidrológico;

Discussão sobre políticas mundiais;


Necessidade de diminuir os Gases com Efeito de Estufa, GEE,
diminuição das fontes emissoras, como a queima de combustíveis
fósseis,
Reflexão sobre a forma de organização da sociedade global numa
visão globalizante do sistema Terra.