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2.1. INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DAS ALTERAÇÕES CLIMATÉRICAS
Só há 20-30 anos se começou a ouvir falar deste tipo de problemas.
No entanto, para os cientistas este facto já era estudado desde o séc XIX.
Joseph Fourier - parece ter sido o primeiro de avaliar o papel da atmosfera em agir como um
fator de estufa (a temperatura da terra é maior do que seria na sua ausência).
Claude Pouillet - apontou o vapor de água e dióxido de carbono como os principais gases de
efeito estufa.
Svante Arrhenius - Formulou quantitativamente essas ideias. Não só estava
Arrhenius ciente do possível efeito negativo dos gases emitidos pela queima de
carvão pela indústria de seu tempo como foi um passo além e calculou esse efeito sobre as
temperaturas. Ele concluiu que a temperatura média global pode subir vários graus.
Na década de 1930, o aquecimento global já era uma realidade, embora a maioria dos
cientistas invocasse algum tipo de ciclo natural para explicá-lo.
Guy Stewart Callendar - insistiu numa ligação entre o dióxido de carbono provocado pelo
homem e o aquecimento global. No entanto pensou que o aquecimento global poderia ser
benéfico
No final dos anos 1950, as novas TIC, permitiram aos cientistas tratar a questão do clima,
lançando programas internacionais. Nos últimos 50 anos, os resultados apelam para uma
sociedade de consciência.
Um passo importante foi a declaração formal na ONU, em 1992, segundo a qual todos os
signatários concordaram sobre a Convenção de Mudança do Clima, expressando a
determinação em estabilizar as concentrações de gases de efeito estufa
em um nível que exclua qualquer perturbação antropogénica perigosa (ou seja, humanos) pelo
sistema climático - Medidas específicas para implementar esta Declaração foram inicialmente
adotadas em1997, em Kyoto e entrou em vigor em 16 de fevereiro de 2005.
Dezembro de 2009, a Convenção realizada em Copenhaga - tratado vinculativo procurado por
muitos países, define uma meta de limitar o aquecimento global a uma redução da elevação
de temperatura até 2 graus centígrados. Mas deixa cada país a definir suas próprias metas
para 2020. É ainda menos obrigatório que o Protocolo de Kyoto.
É claro que a implementação de medidas eficazes destinadas a lutar contra o
presente aquecimento global não pode ser feita sem o apoio dos cidadãos do mundo,
totalmente ciente da ameaça iminente para o planeta.
O papel da ciência é a apresentação
fazer convencer, apesar de todas as incertezas:
de
todos
os
motivos
para
2.2. AQUECIMENTO GLOBAL
2.2.1 TEMPERATURAS CRESCENTES
Nunca, no último milénio, as temperaturas mostraram uma taxa tão elevada e a aumentar.
Não é só o aumento das temperaturas e precipitações médias mas também a sua maior
variabilidade sobre o planeta nos últimos cem anos. Diferenças importantes entre
a terra e o mar, entre as diferentes regiões, entre as estações, ou mesmo entre o dia e a noite
são fenómenos dos nossos dias.
- Os invernos aquecem mais rápido
Sul da Europa) - dias frios notavelmente
temperaturas sufocantes são mais frequentes:
do que os verões
reduzidos enquanto os
(leste e
dias com
Outras fontes para além da medição de temperatura:
2.2.2. PRECIPITAÇÕES
A Evaporação anda de mãos dadas com o aumento das temperaturas o que contribui para o
aumento de 2% das precipitações registadas nos últimos 100 anos. O que poderia ser um
benefício, não o é, pois está mitigado pelas grandes diferenças regionais.
Estes aspetos da precipitação geralmente apresentam grande variabilidade natural: Mais
precipitação cai agora sob a forma de chuva, em vez de neve em regiões do norte, por ex.
2.2.3. OS OCEANOS TAMBÉM ESTÃO LENTAMENTE A AQUECER
Tanto os níveis dos oceanos como as temperaturas têm vindo a aumentar desde o final do séc.
XIX e o fenómeno tem vindo a acelerar desde os anos 90’s.
Em alguns locais esta observação pode dever-se a causas naturais. No entanto, as alterações
observadas à escala planetária não podem deixar de estar ligada ao aquecimento global.
A
dinâmica
dos
oceanos
e
das
condições
locais
induzem
diferenças de aquecimento entre os diferentes mares - o aquecimento é desigualmente
distribuído.
Devido à sua inércia térmica, a água do mar tem aquecido muito menos do que a
atmosfera. Isso significa que, mesmo que as temperaturas um dia se estabilizem, os oceanos
continuarão a mostrar efeitos visíveis e irão continuar a sua expansão.
2.2.4. DEGELO DOS GLACIARES
Particularmente marcado desde o início do séc. XX.
Nos últimos 100 anos os montes Quênia e Kilimanjaro, por exemplo, perderam 92% e 82% dos
seus glaciares, respetivamente.
Se o degelo dos glaciares africanos pode estar ligado a variações locais no ciclo da água, não
existe consenso sobre as razões, em observações semelhantes noutras partes do planeta. O
degelo é muito rápido para invocar o aquecimento global como a causa final.
Em qualquer caso, neva muito menos; uma parte substancial do gelo do Ártico está a derreter,
apesar de variabilidade de ano para ano, sendo a superfície perdida de cerca de 30.000
km2/ano.
2.2.5. O FLUXO DA ENERGIA
Existe um consenso da comunidade científica que liga o aumento das temperaturas às
atividades humanas, especialmente, à utilização de combustíveis fósseis.
A pergunta não será tanto “por que é que as temperaturas estão a aumentar?” mas antes “por
que é que as atividades humanas estão por trás disto?”
A resposta está nas modificações trazidas pelo fluxo de energia em todo o sistema climático
por gases emitidos através da queima de combustíveis: o assim chamado gases de efeito
estufa.
Devemos primeiro entender como o planeta transmite e transforma a energia que recebe do
Sol.
De acordo com as estimativas mais recentes, a Terra recebe, na parte superior da atmosfera,
sob a forma de radiação de ondas curtas, a radiação solar média de 341,3 W/m2. Parte dela
(totalizando 101,9 W/m2) retorna diretamente da atmosfera e da superfície do planeta.
Consequentemente, 341,3 W/m2- 101,9 W/m2 = 239,4 W/m2 constitui a energia solar
absorvida pelo planeta, que induz movimento na atmosfera e nos oceanos, definindo o clima.
Esta energia absorvida segue um curso de transformações e de trocas complexas entre os
agentes climáticos.
Esta energia não pode permanecer na Terra: o planeta seria aquecido até níveis insustentáveis.
Na verdade, é devolvida para o espaço em forma de radiação de ondas longas. Estima-se o seu
valor em 238.5 W/m2. Deste modo, a diferença entre a energia absorvida (239,4) e a devolvida
(238,5) é de 0.9 W/m2.
Significa que 0,9 W/m2 não são devolvidas para o espaço exterior: foram capturados pela
atmosfera da Terra. O resultado é claro: A Terra está a aquecer e, assim, as temperaturas vão
subindo.
2.2.6 A ENERGIA RADIANTE E TEMPERATURAS
Falámos sobre radiação de onda curta (entrada) e radiação de onda longa (saída). O que
queremos dizer com isso?
O termo energia é conhecido num certo número de formas diferentes (térmica, mecânica,
química, elétrica, elástica, nuclear, etc.).
A Terra realiza as trocas de energia com o espaço quase que exclusivamente através de um
única forma: a energia radiante ou a luz, isto é, sob a forma de ondas eletromagnéticas.
Este tipo de energia é intrínseco a todos os organismos cuja temperatura está acima do zero
absoluto, na chamada a escala de Kelvin, em que 0 º K= -273 º C.
Pelo simples facto de ter uma temperatura acima do zero absoluto, um corpo emite luz: a
radiação de corpo negro. A radiação de corpo negro fornece-nos um conjunto de equações
muito precisas que permitem relacionar a temperatura de um objeto com a luz que ele emite.
A intensidade com que um dado comprimento de onda é emitido depende da temperatura do
corpo.
radiância espectral
Observamos que o pico diminui em magnitude e desloca-se para a posição da região de comprimentos
de onda mais longo quando a temperatura diminui.
Isto significa que a luz emitida por corpos muito quentes (> 7000 K) é essencialmente luz
ultravioleta (radiação de onda curta). À medida que o corpo se torna mais frio (4000 K
- 7000 K), a maior parte da energia radiante é em forma de luz visível; para temperaturas
abaixo de 4.000 K de luz infravermelha (radiação de onda longa). Ou seja, corpos mais quentes
tendem a emitir luz branca enquanto que corpos a temperaturas baixas emitem ondas de
infravermelho.
A temperatura do exterior, parte visível do Sol (a fotosfera) é de aproximadamente
5700 K. O pico é, portanto, na faixa visível. É por isso que vemos o brilho solar.
Por outro lado, a temperatura média da Terra é de 288 K (15 ° C), na gama infravermelha. É
por isso que o nosso planeta não "brilha", o que não significa que ele não irradia luz: apenas
que a luz simplesmente não é visível.
A radiação de saída (238,5 W/m2) é essencialmente radiação infravermelha. E é nesta fase que
os gases do efeito estufa entram em ação. Veremos nas próximas secções.
2.2.7. EFEITOS ATMOSFÉRICOS
Nem toda a radiação solar recebida nos limites exteriores da atmosfera atinge a superfície da
terra. A atmosfera seleciona vários componentes da radiação solar. Como já mencionado,
parte da radiação solar é refletida de volta. A que não é refletida é, ou absorvida ou espalhada
por gases atmosféricos, vapores e partículas de pó.
Os gases da atmosfera absorvem a energia solar, em determinados intervalos de comprimento
de onda, chamadas bandas de absorção. Os intervalos de comprimentos de onda que não são
absorvidos são conhecidos como bandas de transmissão ou janelas atmosféricas. Os mais
letais, gama de comprimentos de onda (raios gama, raios-X e raios UV) são absorvidos pelo
oxigénio, nitrogénio e ozono. O dióxido de carbono e vapor de água, por outro lado, absorve a
faixa do infravermelho. Devido à reflexão, difusão e absorção de radiação, a quantidade
de energia solar que chega é muito reduzida em intensidade. Esta redução varia com o
comprimento de onda da radiação e depende do comprimento através do qual a radiação
solar atravessa na atmosfera. Também varia com fatores como latitude, estação, cobertura de
nuvens e os poluentes atmosféricos.
Por outro lado, a superfície terrestre absorve e emite luz. Esta reflexão a partir do solo é
principalmente luz visível.
Se o vapor de água é responsável pela maior parte do aquecimento atmosférico, por que se
fala tanto sobre as emissões antropogénicas do dióxido de carbono?
O aquecimento é um efeito natural. Naturalmente aquece mas também esfria, irradiando para
o espaço sideral. Quando ambos os mecanismos de regulação estão em equilíbrio, a atmosfera
atinge uma temperatura mais ou menos constante. Isso permite a existência de vida na Terra,
porque, sem a atmosfera, as condições seriam muito parecidas com as da Lua.
O problema surge quando há um desequilíbrio entre o aquecimento e o arrefecimento na
atmosfera. É o que esta a ocorrer atualmente.
O dióxido de carbono, embora menor agente de aquecimento do que o vapor de água, está a
aumentar a sua concentração para uma taxa muito elevada. Elevada o suficiente para
perturbar o equilíbrio aquecimento-arrefecimento (permanecendo constante a concentração
de vapor de água) e, assim, ser responsável pelo aumento da temperatura.