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imoocac13 – 14 a 20 de maio de 2013
João Pedro Cardoso Martins da Silva, nº UAb 1005690
Tópico 1 – Intrudução: O que a ciência nos diz sobre as alterações climáticas.
Ficha de Leitura
1. Referência bibliográfica:
Wilson, G., et al. (2012). T869 Climate change: from science to lived experience. Module 1:
Introduction to climate change in the context of sustainable development. Textbook. United
kingdom: Open University, 182 p. (Colab. de Paula Bacelar Nicolau).
2. Ideia principal:
O texto apresentado pretende introduzir o conceito de alteração climática dentro de um contexto de
desenvolvimento sustentável, não pretende oferecer uma solução, nem um modelo de como e o
que se deve fazer sobre este tema mas sim, dotar o leitor de uma capacidade de entendimento dos
conceitos e aplicar uma análise crítica das soluções apresentadas pelas entidades responsáveis.
3. Ideias fundamentais:
As alterações climáticas, dentro de um contexto de desenvolvmento sustentável, situam-se numa
área em que as ciências naturais, e mais recentemente as ciências sociais, precisam de ser
abordadas como um problema criado em parte pela sociedade moderna e tecnológica.
Existe uma diferença entre a definição de clima e tempo (no sentido da metereologia): o tempo
consiste em condições atmosféricas que predominam num determinado momento e num
determinado local de alguns quilómetros, pode mudar num espaço de dias ou mesmo horas e a sua
natureza caótica faz com que seja imprevisível para além de poucos dias; o clima é um termo usado
para definir uma característica atmosférica de uma determinada área geográfica, ao longo de um
período de vários anos, portanto, consiste na média das condições meteorológicas de uma região
num período, geralmente, de trinta anos.
Quando se fala de clima e das suas variações (sejam naturais ou não), entendemo-lo como um
sistema altamente dinámico, em que as equações da física desempenham um papel fundamental na
sua representação, mas também ultrapassam as fronteiras da ciência e implicam perspetivas de
áreas como a economia, política, sociologia e crenças culturais ou religiosas.
As sociedades têm sempre procurado a proteção, tanto no clima como no fornecimento de recursos
básicos como água, alimento e energia, que estão intimamente ligados entre si. Antes da revolução
industrial, a energia provinha principalmente da força animal e humana, e da madeira como
combustível. O uso intensivo de combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás) alterou este equilíbrio
por diversas razões:
1. Durante quase duzentos anos, devolvemos para a atmosfera, milhões de toneladas de
carbono como dióxido de carbono, que se fixou há muito nas plantas e plâncton e que foi
profundamente enterrado;
2. Existem fortes evidências científicas que confirmam a possibilidade que as alterações
climáticas são devidas à libertação dessa quantidade de dióxido de carbono, bem como de
outros gases de efeito de estufa, cujos resultados desconhecidos podem dar origem a
consequências inesperadas;
3. Estas eventuais modificações climáticas levantam suspeitas sobre o impacto, que não se
devem neglicienciar, nos abastecimentos de água e alimento;
4. Não há um fim previsível para a nossa dependência de combustíveis fósseis, se formos para
satisfazer a procura crescente da população mundial.
O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC em inglês) das Nações Unidas
concluiu que grande parte do aumento da temperatura média global, observado desde os meados
do século XX, é provavelmente derivado do aumento observado nas concentrações de gases de
efeito de estufa antropogénico (da atividade humana).
O futuro do nosso clima é incerto, conhecemos o sistema até certo ponto mas as muitas incertezas
dificultam a quantificação dos impactos locais de futuras alterações climáticas. É neste contexto,
entre o que sabemos e o que é incerto no futuro, que as alterações climáticas antropogénicas
emergiram como um desafio global nas décadas recentes, por causa do seu potencial para romper
com os modelos dominantes do desenvolvimento humano, existência e sustento nos países pobres
e em desenvolvimento em todo o mundo. Devem ser encontradas soluções num contexto humano
para: a) o modelo dominante do desenvolvimento económico e a sua dependência
fundamentalmente energética; b) os desafios que os nossos líderes políticos e legisladores
enfrentam na obtenção de um acordo e nas medidas de ação na mitigação e adaptação.
O desenvolvimento sustentável consiste na aplicação de um modelo económico que não danifique
irremediavelmente o meio ambiente no qual depende, firmado nos três pilares: ambiente, economia
e sociedade.
4. Síntese:
Ciência das alterações climáticas
Nos princípios do século XIX, Joseph Fourier terá sido a primeira pessoa em determinar o papel da
atmosfera na sua ação como um fator de efeito de estufa, mas será preciso esperar pelo fim do
século para que Svänte Arrhenius formulasse quantitativamente estas ideias, ao estar consciente
dos possíveis efeitos negativos da emissão dos gases, resultante da combustão do carvão na
indústria no seu tempo. Na década de 1930, já o aquecimento global era uma realidade, Guy
Stewart Callendar insistia na ligação entre a emissão do dióxido de carbono da atividade humana e
o aquecimento global. No fim da década de 1950, a introdução dos computadores e sistemas
globais de monitorização, permitiram aos cientistas abordar os problemas climáticos com o
lançamento de programas internacionais. Um passo importante foi a publicação de uma declaração
formal das Nações Unidas em 1992, expressando a determinação em estabilizar as concentrações
dos gases de efeito de estufa.
O clima é, de facto, um sistema muito complexo, mas para além das suas incertezas persistentes, a
ciência do clima e em particular a ciência das alterações climáticas é firmemente consolidada.
Aquecimento global
Aumento das temperaturas
As temperaturas globais têm realmente subido nos últimos 120 anos, e não só as temperaturas e as
precipitações médias têm aumentado, como também têm mostrado maior variação em todo o
planeta no último século, embora as diferenças entre a terra e o mar, entre diferentes regiões ou
mesmo entre o dia e a noite, constituem fenómenos naturais, estas têm-se acentuado e para fora
dos limites das variações estatísticas.
Precipitação
A evaporação anda de mãos dadas com a escalada da temperatura: é responsável em dois porcento
no aumento das precipitações que foram observadas no último século, mas também, na ocorrência
de mudanças na quantidade, na intensidade, na frequência e no tipo de precipitação, fruto do
aumento do vapor de água na atmosfera.
Os oceanos também estão a aquecer lentamente
Os níveis e a temperatura dos oceanos também têm subido desde do fim do século XIX e a
tendência tem acelerado. O nível do mar tem subido até 25cm em alguns casos, a extensão de tal
fenómeno varia localmente como as marés e depende de muitos fatores como a topografia do
fundo marítimo, a irregularidade da linha costeira, o aluimento de terras ou subidas da crosta
terrestre por recuperação isostática. A água da superfície expande-se com o aumento da
temperatura, além disso, a fusão de blocos de gelo continental contribui para o aumento do nível
do mar, embora em menor quantidade. Devido à sua inércia termal, a água do mar tem aquecido
menos do que a atmosfera.
Diminuição dos blocos de gelo
A maior parte dos glaciares no mundo estão a derreter. Na verdade, o processo tem sido
particularmente marcante desde o início do século XX, no entanto, o degelo é demasiado rápido
para que se possa invocar o aquecimento global como a sua causa principal, como aliás se verifica,
o degelo já era notório muito antes do aquecimento global ser significativo.
Em qualquer dos casos, a neve tem caído menos durante o inverno (norte e sul), onde a superfície
coberta de neve no hemisfério norte diminuiu dez porcento desde a década de 1960, e o período de
cobertura baixou entre 7 a 10 dias por década, a primavera chega mais cedo e a chegada do
outono é atrasada, também foi observado que parte substancial do gelo ártico foi perdido.
Balanço energético
Eventos climáticos no passado deixaram a sua marca na superfície da Terra, a procura dessas
pegadas levaram-nos a admitir que o clima tem sofrido muitas mudanças ao longo da história. O
que sabemos já é mais que suficiente para nos convencer da existência de períodos mais quentes e
mais frios do que o atual, ambos com vida bem-sucedida e, inclusivamente, nos momentos
transitórios entre esses extremos.
A singularidade da atual subida das temperaturas é que existe um consenso na comunidade
científica da sua ligação à atividade humana, particularmente, a queima de combustíveis fósseis.
Por outro lado, ela apresenta uma ameaça, não à vida por si só, mas à vida como a conhecemos na
nossa civilização.
A Terra recebe no topo da atmosfera, na forma de radiação de ondas curtas, uma entrada média de
radiação solar de 341,3 W/m² (watts por metro quadrado), parte é diretamente devolvida, tanto
pela atmosfera, como pela superfície da terra (101,3 W/m²), por consequência, 239,4 W/m²
constitui a radiação solar absorvida pelo planeta.
Esta energia não pode ficar na Terra, senão, o planeta iria aquecer para níveis insustentáveis, na
verdade, é devolvida para o espaço exterior na forma de radiação de ondas longas, é estimado que
no topo da atmosfera haja uma saída de 238,5 W/m², o que quer dizer que 0,9 W/m² (239,4 W/m²
– 238,5 W/m²) não são devolvidos para fora do planeta: são capturados pela atmosfera.
Energia radiante e temperatura
A Terra, vista como um todo, incluindo a atmosfera, permuta energia com o espaço exterior quase
exclusivamente através de uma única forma: energia radiante ou luminosa, ou seja, na forma de
ondas eletromagnéticas. Esta energia radiante é intrínseca a todos os corpos com temperatura
acima do zero absoluto (0ºK = -273ºC), pelo simples facto de ter uma temperatura acima do zero
absoluto, um corpo emite luz de um modo que tem sido conhecido da física desde o século XIX: a
radiação de corpo negro.
Um corpo negro irradia energia em todos os tipos de onda, embora a intensidade com que é
emitida varia conforme a temperatura do corpo, ao longo do comprimento de onda, a intensidade
forma uma curva do tipo sino, que aumenta quanto maior é a intensidade até à um pico, mas
decresce nos maiores comprimentos de onda. Quer dizer que a luz emitida por um corpo negro
muito quente, acima dos 7.000ºK, é essencialmente luz ultravioleta (radiação de ondas curtas),
assim que o corpo arrefece, entre os 4.000ºK e 7.000ºK, a maior parte da energia radiante é luz
visível, e luz infravermelha (radiação de ondas longas) para temperaturas abaixo dos 4.000ºK.
A temperatura da parte exterior do sol é aproximadamente de 5.700ºK, portanto, dentro do campo
visível e vemos o sol brilhar. Por outro lado, a temperatura média da Terra é de 288ºK (15ºC),
irradia dentro do campo da luz infravermelha e por isso, o nosso planeta não brilha, o que não quer
dizer que não emita luz: a sua luz não é simplesmente visível, em vez disso, é sentida, nada mais
nada menos, como calor.
Efeitos atmosféricos
Nem toda a radiação solar recebida nos limites exteriores da atmosfera, atinge a superfíce da Terra,
como mencionado antes, uma porção é refletida de volta mas o que não refletido é, em parte,
absorvido ou disperso pelos gases atmosféricos, vapores e partículas de pó.
A maioria da energia letal, com uma variação de comprimento de onda muito curto (raios Gama,
raios X e raios UV) são absorvidos pelo oxigénio, nitrogénio e ozono. O dióxido de carbono e o
vapor de água, por contraste, absorvem a variação mais longa de infravermelhos.
Por outro lado, o solo reflete, absorve e emite luz, a refleção é principalmente luz visível, mas uma
relativamente pequena quantidade de energia que é refletida da Terra, consiste em radiação
infravermelha, numa temperatura média de 17ºC na sua superfície.
Surpreendentemente para muitos, o vapor de água é o maior absorvente da radiação termal e o
principal agente para o aquecimento da atmosfera.
O aquecimento da atmosfera é um efeito natural, ela naturalmente aquece mas também arrefece,
irradiando de volta para o espaço exterior. Quando ambos os mecanismos de regulação estão em
equilíbrio, a atmosfera atinge mais ou menos uma temperatura constante, o que permitiu a
existência de vida na Terra.
O problema surge quando existe um desequilíbrio entre o processo de aquecimento e de
arrefecimento da atmosfera, o que está atualmente a acontecer, o dióxido de carbono, embora
menos ativo que o vapor de água como agente de aquecimento, aumentou a sua concentração
para níveis muito elevados.
Gases de efeito de estufa
Esta expressão popular, bem como “a atmosfera age como um cobertor” são termos impróprios,
pois se uma estufa retem o calor e o cobertor o isola, a atmosfera funciona por convecção, ou seja,
pela transferência do calor entre a Terra e o espaço exterior, mas por conveniência, mantemos o
termo “efeito de estufa”.
Todos os gases que absorvem a radiação infravermelha são gases de efeito de estufa: vapor de
água, dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), ozono (O3) e moléculas
artificiais. A eficácia com a qual um gás contribue para o efeito de estufa, tanto depende da sua
concentração na atmosfera, bem como na sua capacidade de absorção de luz infravermelha.
a) dióxido de carbono (CO2)
O dióxido de carbono pertence ao ciclo natural do carbono, em que a maioria das plantas
absorvem o CO2 que os animais libertam, e tem sido parte integrante da atmosfera.
Os níveis de CO2 na era pré-industrial eram numa média de 280 ppm (partes por milhão), já em
2010, o nível é de 390 ppm e subindo de forma constante: um aumento de 39% em menos de
200 anos. No últimos 400 anos tem-se verificado níveis mínimos de 180 ppm nos períodos mais
frios e máximos de 280-300 ppm nos períodos mais quentes, o que denota uma correlação
entre as concentrações de dióxido de carbono e as temperaturas e inferiores às atuais.
As variações sazonais observadas num ciclo anual são devidas ao crescimento da vegetação
durante as estações mais quentes, que retira através da fotosíntese o CO2 da atmosfera,
enquanto que a decomposição dessa mesma vegetação durante as estações frias, liberta CO2.
Na sua grande maioria, a acumulação constante de CO2 é o resultado de duzentos anos de
queima massiva de combustíveis fósseis, essencialmente carvão, petróleo e gás. Esse carbono
foi disperso pela atmosfera, juntamente com a desflorestação e alteração da utilização das
terras, e tem sido parcialmente contrabalanceado com a sua absorção pela vegetação, solo e
oceanos.
A compreensão destas trocas de CO2 entre o solo e a atmosfera é crucial para uma
representação correta do ciclo do carbono e, seguidamente, efetuar melhores previsões sobre o
futuro nível dos gases de efeito de estufa. Por exemplo, a vegetação deveria aumentar em
condições mais ricas de dióxido de carbono, sendo um dos seus recursos primários, mas não é
tão simples como se possa pensar devido às condições de precipitação.
b) metano (CH4) e óxido nitroso (N2O)
O metano é o segundo mais elevado atrás do dióxido de carbono no que diz respeito ao atual
aumento do aquecimento global, sendo o óxido nitroso o terceiro.
O CH4, embora de concentração duzentas vezes menor do que o CO2, existe em maior
quantidade e é mais intenso no seu efeito, por causa da sua capacidade em absorver radiação
infravermelha devido à sua composição química, por outro lado, a sua longevidade na
atmosfera é muito mais curta do que a do CO2.
As concentrações de CH4 têm aumentado 150% desde os tempos pré-industriais, a sua fonte é
principalmente a fermentação anaeróbica (ausência de ar), o gado, as térmitas, a queima de
combustíveis fósseis e a fuga de gás natural.
O óxido nitroso é o terceiro mais importante contribuinte para as forças radioativas, sendo um
componente natural na atmosfera da Terra, a sua fonte mais importante são as bactérias no
solo e sedimento, e é eventualmente quebrado na estratosfera (mais de 10 Km) pelos raios
ultravioletas, mas a sua longevidade é relativamente longa, o que o torna um poderoso gás de
efeito de estufa.
A sua concentração tem aumentado no último século, é associado ao aumento de emissão dos
solos, devido ao aumento da população mundial e correspondente produção de alimentos.
c) Vapor de água
O vapor de água é de longe, o mais importante gás de efeito de estufa, produz mais
aquecimento global do que qualquer outro gás, mesmo que uma molécula de água seja menos
eficiente em absorver radiação infravermelha do que uma molécula de CO2.
As nuvens de baixa altitude normalmente refletem a radiação solar e, supostamente, arrefecem
a atmosfera, enquanto as nuvens de alta altitude, pelo contrário, apresentam um
comportamento oposto e aquecem-na.
Variação climática e Agentes Modificadores
Além da composição química da atmosfera, outras forças motrizes têm efeito no clima: A
quantidade de energia solar que atinge a superfície da Terra e a sua repartição geográfica, a
distribuição e deriva dos continentes ao longo do tempo, as formações montanhosas, os níveis da
água dos oceanos ou erupções vulcânicas, são todas realidades físicas de se ter em conta para uma
visão abrangente do comportamento e mudança do clima.
O sistema climático é um sistema interativo que consiste em cinco principais componentes, afetado
ou influenciado por diversos mecanismos externos, sendo o sol o mais importante:
i.
a atmosfera- camada gasosa que envolve a Terra;
ii.
a hidrosfera- massas de água doce e salgada;
iii.
a criosfera- camada de água em estado sólido;
iv.
a biosfera- áreas de vegetação e organismos vivos;
v.
e a superfície terrestre.
Qualquer alteração no clima implica alguma redistribuição de energia dentre estes componentes.
Uma questão relevante a considerar quando se discute um agente modificador é a sua dimensão de
tempo associada, por dimensão de tempo, referimos o período de tempo no qual algo muda
significativamente: uma típica tempestade de verão está associada a uma dimensão de tempo na
ordem de horas, a monção na Índia, na ordem de meses, variações na órbita da Terra acontecem
numa dimensão de muitos milhares de anos e a deriva dos continentes é medida numa dimensão
de milhões de anos.
Variação natural e de influência humana no clima
Muitas evidências no passado e no presente, fundamenta a ideia da variação natural do clima, o
aquecimento atual aconteceu no último século e meio, por isso temos que descartar os eventos que
possuem uma dimensão de tempo muito maior, fenómenos como a atividade do sol na galáxia,
mudanças na órbita da Terra, a deriva dos continentes ou a formação montanhosa são claramente
irrelevantes.
Em alternativa, a variação solar e o vulcanismo são associados a dimensões de tempo entre anos a
séculos, e por isso estão nitidamente dentro do nosso âmbito.
O total da radiação solar varia constantemente num curto período de tempo, o ciclo de 11 anos (o
ciclo de manchas solares), que é o maior aspeto registado de variação solar, implica mudanças de
0,1% na atividade solar.
A atividade vulcânica tem sido comparativamente muito episódica, a qual pode ser atribuída uma
influência limitada, circunscrita a breves períodos durante e após as erupções maiores. Durante
largas fases de erupções, os vulcões certamente emitem grandes quantidades de dióxido de
carbono e, por outro lado, amplas correntes de nuvens (de cinza e dióxido de enxofre)
acompanham as grandes erupções dos séculos XIX e XX.
Sabemos através de modelos que utilizam o conhecimento das interações locais do ar, massas,
água, energia e ímpeto para explicar, com a ajuda de enormes computadores, a variação climática
na resposta às modificações, e é simples inferir que as simulações que incluem as modificações de
origem antropogénica, coincidem muita mais do que as simulações sem elas.
Os atuais modelos climáticos globais são capazes de reproduzirem, aceitavelmente, o clima da Terra
e a sua variação espacial, no entanto, é necessário relembrar que continuam a existir incertezas.
Limitações que tornam os modelos climáticos globais inapropriados para simular os diversos
impactos associados às alterações climáticas, pois são representações matemáticas da realidade do
programador, em que os cientistas apenas validam o modelo se as suas previsões coincidirem com
os dados experimentais. As experiências controladas não podem ser aplicadas no clima.
Variação climática no passado
A história do clima
a) Paleoclima
Refere-se ao clima da Terra de um período que precede o começo da civilização humana e
extende-se até ao início da história da Terra. Na maior parte da sua existência, a Terra esteve
livre de gelo permanente, estas condições amenas foram interrompidas por, talvez, sete
comparativamente curtos períodos de glaciação. Existem evidências geológicas que a primeira
glaciação data de há 2,3 mil milhões de anos, seguida de mais cinco entre 900 e 300 milhões de
anos atrás, sendo a última, a glaciação Quaternária que começou há 2 milhões de anos que
envolve tanto a época do Holoceno (últimos 10.000 a 12.000 anos) como do Pleistoceno (dos
12.000 a 500.000 anos atrás).
A glaciação Quaternária, frequentemente referida de A Idade do Gelo, foi um período de
constantes oscilações da temperatura global, resultando no avanço e recuo dos glaciares sobre
grande parte da Europa e da América do Norte, estas oscilações na temperatura e cobertura do
gelo são chamados períodos glaciais e interglaciais, com a duração de cerca de 100.000 anos.
O mais recente máximo glacial ocorreu a cerca de 20.000 anos atrás, quando as calotas de gelo
sobre a Eurasia e a América do Norte atingiram a sua máxima espessura e extensão. Durante a
glaciação, uma enorme quantidade de água é transferida dos oceanos para a terra e estima-se
que o nível do mar estivesse 120 metros abaixo do nível atual aquando o seu pico glacial.
Os glaciares começaram a recuar há cerca de 14.700 anos, levando para o Holoceno, um
período interglacial que se iniciou há aproximadamente 12.000 anos e continua até aos nossos
dias. Por definição da idade do gelo como sendo um período geológico em que extensas calotas
de gelo existem nos dois hemisférios, ainda estamos na última glaciação mas num momento
ameno interglacial. Na verdade, estas condições amenas permitiram o desenvolvimento da
civilização humana.
b) O último milénio
Nas temperaturas médias nos últimos 1.300 anos do hemisfério norte, é possível identificar um
período relativamente quente entre os séculos XI e XIV, depois deste intitulado Período Quente
Medieval, a Europa e a América do Norte entraram num período comparativamente frio, a
Pequena Idade de Gelo, que ocorreu entre os séculos XV a XVIII, o ano de 1816 foi de tal
maneira frio que foi descrito como o “ano sem verão”. Estas variações foram interpretadas
apenas como consequência de um sistema climático inerente à variações naturais.
c) Os últimos 150 anos
Sabemos que a temperatura varia de dia para dia e entre estações, mas aqui são consideradas
as variações anuais das temperaturas médias globais, as variações da temperatura de ano para
ano e até entre déacadas é relevante.
Um período mais quente entre os anos de 1900 e 1945, seguido de um arrefecimento de cerca
de 25 anos, desde os anos de 1970 que há uma tendência de aumento da temperatura e, mais
importante, esta tendência indica um aquecimento acelerado.
Causas da variação climática
Muitas teorias tentam explicar tanto a variação de curto prazo, como a de longo prazo, o problema
de qualquer teoria enfrenta é a complexidade de um conjunto de interações dos elementos que
constituem o sistema climático. O clima global é o resultado de um equilíbrio entre a entrada da
energia solar e da energia devolvida pela Terra, há uma quantidade de mecanismos naturais que
perturbe este equilíbrio, daí, “força” o clima a mudar. Quando o sistema climático é perturbado por
uma mudança climática, ele responde com, ora amplificando (retorno positivo) ora diminuindo
(retorno negativo) os efeitos da perturbação.
No entanto, mesmo em caso de ausência de pressão externa, o clima da Terra parece mostrar uma
adaptação natural em responder com flutuações espontáneas, devido à causas internas.
A questão é determinar se a variação interna é suficiente para explicar as alterações climáticas da
importância do atual aquecimento global ou se é necessário incluir agentes externos. Um modo de
avaliar a variação interna é o uso de modelos climáticos globais, estudando os eventos do passado
da hitória.
a) Variação da atividade solar
As variações na radiação solar têm ciclos de 11 anos e é sabido que a produção de energia solar
parece relacionada com a quantidade de manchas solares, pois surgem também com um ciclo
de 11 anos, alguns cientistas têm sugerido que a redução nessa produção terá sido a causa da
Pequena Idade do Gelo. Mas outro indicador da atividade solar é a quantidade de Carbono-14
encontrado nas árvores, este registo indica que a atividade solar tem sido relativamente
constante ao longo dos últimos 200 anos, por isso, parece improvável que uma tão pequena
mudança de 0,1% na irradiação do sol possa ter sido a causa direta da Pequena Idade do Gelo.
b) Erupções vulcânicas
A presença de partículas líquidas e sólidas (aerossóis) modifica a perturbação na atmosfera, as
quais têm um efeito complexo no clima, alguns aerossóis são libertos para a atmosfera através
de processos naturais, como incêndios florestais, tempestades de areia, erupções vulcânicas ou
impactos de asteroides.
Os aerossóis estratosféricos, devidos à atividade vulcânica, absorvem e refletem a entrada da
radiação solar, pois há uma relação na descida de temperatura e nas erupções vulcânicas,
conforme se evidenciou no último século. Este efeito de arrefecimento de uma erupção dura
poucos anos, dependendo da quantidade de material ejetado para a atmosfera, o mais
espetacular terá sido a erupção massiva do Monte Tambora (na Indonésia) em 1815, ao qual se
seguiu o ano extremamente frio de 1816, o tal ano sem verão.
A combinação de um aumento da atividade vulcânica e uma diminuição na radiação solar
podem ter contribuído para o período de frio da Pequena Idade do Gelo.
c) Variação na órbita da Terra
Existem três ciclos astronómicos que afetam a quantidade e distribuição da radiação do Sol na
Terra: o primeiro ciclo consiste na mudança da excentricidade da órbita (desvio do círculo
perfeito), ou seja, a órbita é mais elíptica do que circular, portanto a distância da Terra ao Sol
varia ao longo do ano; o segundo ciclo consiste na época do ano quando acontece o periélio da
Terra (o ponto mais perto do Sol), o eixo da Terra oscila (a precessão) num ciclo de 27.000
anos; o terceiro ciclo consiste na inclinação do eixo da Terra (a obliquidade), que varia entre
22,1º e 24,5º num período dominante de 40.000 anos.
Os três ciclos combinados produzem variações na quantidade de radiação solar recebida pela
superfície da Terra mas, mais importante ainda, variações na distribuição do fluxo de energia
pela superfície.
Embora a variação orbital seja previsível e que, através de modelos de exposição solar
(insolação), estes apresentam uma grande relação com o volume das calotas de gelo, parece
que a variação climática tem um alcance bem maior do que se pode esperar apenas da variação
na órbita da Terra. Argumenta-se que estas rápidas mudanças serão devidas ao facto de que a
Terra não aquece e arrefece do modo global.
Devido à distribuição dos continentes, o hemisfério norte é mais propício a ser coberto de gelo
por modificações orbitais, enquanto o hemisfério sul, onde existe uma maior extensão de
oceanos, age como um reservatório de dióxido de carbono e de calor.
d) Mudanças nos Padrões de Circulação Oceânica
A circulação oceânica na escala global é chamada de Circulação Termoalina, esta vasta
circulação liga todos os oceanos e é também conhecida por Corrente Transportadora Oceânica,
a água quente do Golfo do México flui em direção ao norte, onde perde a temperatura, e com a
evaporação, aumenta a sua salinidade, estes dois efeitos tornam a água oceânica mais densa,
quando a água da superfície se torna mais densa da que está abaixo, aquela afunda. Este
deslocamento faz a corrente fluir em direção ao sul através do fundo do Atlântico, contorna a
África até ao Pacífico onde, eventualmente, retorna à superfície.
A parte quente da corrente distribui uma importante quantidade de calor tropical para o
Atlântico Norte, portanto, a intensidade da Circulação Termoalina tem importantes
consequências na distribuição da temperatura em todo o mundo.
A submersão é intensificada quando a água da superfície é mais fria e com mais salinidade, pelo
contrário, águas mais leves devido à menor salinidade e mais quentes, tendem a estabelecer
uma estratificação de densidade estável que pode abrandar, ou mesmo parar, a Circulação
Termoalina. As causas passam por enchentes massivas de água doce, portanto de baixa
salinidade, do degelo dos glaciares da América do Norte para o Atlântico, bem como a libertação
de grandes quantidades de icebergues, fruto de enormes ruturas de camadas de gelo na
Gronelândia e Canadá.
Em qualquer dos casos, a Circulação Termoalina tem um papel crucial nestas abruptas
alterações climáticas, visto ser uma importante transportadora de calor.
Como conhecemos nós o passado climático?
Os dados instrumentais precisos são relativamente recentes, os registos instrumentais sistemáticos
da temperatura iniciaram-se por volta de 1850. Um método para demonstrar as alterações
climáticas é através da temperatura média global do ar junto à superfície da Terra, mas para
conseguir uma estimativa dessa temperatura sobre a terra e sobre o mar em todo o mundo não é
uma tarefa fácil por um grande número de razões.
Desde 1979, os satélites meteorológicos têm medido a temperatura atmosférica em diversas
altitudes, tendo a vantagem de fornecer dados com uma cobertura global mas, obviamente, não foi
sempre assim. Nos primórdios, os registos da temperatura das estações meteorológicas em terra,
tinham que ser nivelados com os registos das observações realizadas nos barcos da temperatura da
superfície do mar, para além de que a distribuição das estações de observação à volta do globo não
é uniforme e são raras em algumas áreas.
Os documentos históricos como diários, relatórios agrícolas e outros registos escritos relativos a
secas, cheias e colheitas, fornecem informações climática de grande valor, o crescimento anual dos
anéis das árvores é outra fonte de dados climáticos, pela espessura do anel, pode ser deduzida a
temperatura e precipitação em regiões que contemplam ciclos anuais.
A datação por radiocarbono é uma técnica que utiliza a ocorrência natural do isótopo radioativo de
carbono conhecido por 14C (isótopos são diferentes formas do mesmo elemento que variam na sua
massa atómica), para determinar a idade orgánica que permanece nos locais arqueológicos. Esta
técnica fornece uma boa estimativa da idade da matéria orgánica criada nos últimos 50.000 anos.
O carbono tem três isótopos:
12
C (o mais comum) e
13
C que são ambos estáveis, e o
14
C que é um
isótopo instável, quando as plantas retêm o dióxio de carbono pela fotossíntese, elas incorporam os
átomos de carbono na mesma proporção isotópica daquela que acontece na atmosfera, após a
morte da planta, o radioativo
14
C entra em declíneo a um ritmo constante, portanto, comparando a
relação da fração restante do
12
Ce
estimativa da idade da amostra. O
14
14
C, com o
14
C esperado na atmosfera, permite fazer uma
C é criado na atmosfera pelo impacto dos raios cósmicos nos
átomos de nitrogénio (juntamente com o oxigénio, o nitrogénio é um dos maiores componentes do
ar que respiramos), as partíclas carregadas produzidas pela radiação solar desviam os raios
cósmicos, pelo que a sua quantidade que atingem a atmosfera e a consequente taxa de produção
de
14
C pode ser relacionada com a atividade solar.
O pólen produzido pelas árvores que fica aprisionado nas camadas de depósitos nos lagos,
decompõe-se lentamente e cada espécie de pólen pode ser identificada pela a sua forma distinta, a
sua percentagem fornece evidências para determinar as condições climáticas até aos últimos
11.000 anos.
Outra evidência do passado climático vem dos sedimentos do fundo oceânico, com perfurações de
amostras profundas de material que foram depositados durante longos períodos de tempo, estes
sedimentos contém os resíduos de conchas de carbonato de cálcio, de organismos como o plâncton
e foraminíferos bentónicos que viveram anteriormente no mar.
A maior parte do oxigénio no ar está na forma isotópica
parte tem uma massa atómica de 18, ou seja
16
O é mais leve do que o
18
18
16
O (massa atómica 16) mas uma pequena
O, ambos formam moléculas de água, mas como o
O, quando a água evapora, as moléculas que contêm
18
O são deixados
atrás, portanto, quando os glaciares crescem, os oceanos, com menos água, tém um elevado teor
de
18
O, e como os organismos vivos são concebidos por átomos de oxigénio que existe no oceano,
o rácio de 18O/16O nas suas conchas contêm informação sobre o volume global de gelo.
As amostras verticais retiradas das camadas de gelo também fornecem informação de grande valor
sobre o passado climático, o gelo forma-se com sucessivas camadas de neve caída ao longo dos
anos, lentamente recristalizada sob a pressão do gelo. O rácio
18
O/16O fornece informação sobre a
temperatura no momento da congelação: neve comparativamente quente é mais rica em isótopos
mais pesados.
Para além dos padrões de temparatura, uma amostra de gelo fornece informação sobre a
composição atmosférica e atividade volcânica, bolhas do ar ambiente são aprisionadas no gelo e por
isso, constituem um registo a longo prazo das concentrações do dióxido de carbono e outros
vestígios de gases na atmosfera.
Um dos resultados mais interessantes destes registos é a forte correlação entre a temperatura do
passado e a concentração atmosférica do dióxido de carbono e metano, com um atraso de cerca de
mil anos, a concentração de gases de efeito de estufa acompanha as tendências da temperatura.
Assim que os oceanos aquecem, o dióxido de carbono é libertado para a atmosfera e,
reciprocamente, quando os oceanos arrefecem, eles absorvem o dióxido de carbono, isto porque
qualquer gás solúvel em água, dissolve-se mais depressa com descidas da temperatura.
5. Comentário:
O meu estudo nesta introdução das alterações climáticas num contexto de desenvolvimento
sustentável, permitiu-me obter conhecimentos e compreensão sobre o funcionamento do clima
atmosférico do nosso planeta, quando muito se fala nos meios da comunicação social e sociedade,
do perigo das alterações climáticas, das suas consequências e da necessidade de encontrar-mos um
equilíbrio com a natureza, é certo que pouco se fala em como tudo se processa de facto.
Com o estudo deste módulo, pude entender as causas e consequências das alterações climáticas na
sua perpectiva física, na transferência de energia entre o sol e o planeta Terra através da nossa
atmosfera, a sua relação com os oceanos como agentes reguladores e, por consequência, com a
vegetação, a vida animal e nós. Compreendi a associação intrínsica que existe entre a necessidade
e a procura de energia da Humanidade e os impactos que cria no clima global da atmosfera,
principalmente na água e nos recursos de subsistência. Percebi as diferentes perspetivas ciêntificas
para um desenvolvimento sustentável sobre as alterações climáticas.
Poderei efetuar uma análise crítica sobre as notícias que chegam até nós e discutí-las em
comunidade ou grupos, com vista a um melhor procedimento para um desenvolvimento sustentável
e aplicar métodos “amigos do ambiente”.
Saberei interpretar informações e conceitos estatísticos, e caso necessário, poder complementar
com uma pesquisa mais pormenorizada dos dados apresentados, desenvolver uma opinião
sustentada sobre as alterações climáticas e comunicar com outros os meus conhecimentos.
Embora não tenha acrescentado o parágrafo dos modelos climáticos, por considerar ser um
complemento para uma perceção das causas e efeitos das alterações climáticas, pude obter uma
ideia clara das técnicas usadas nas suas diversas perpectivas de estudo, tanto nos modelos simples
de medição energética, os modelos únicos (1D) que avaliam os dados na permuta vertical da
atmosfera dos ventos, da humidade, das núvens e da temperatura em altitude, nos modelos duplos
(2D) que alargam a análise na horizontal com a latitude ou a longitude.
Estes modelos também são aplicados nos oceanos, embora com as suas especificidades, para
estudar, nomeadamente, a circulação termoalina, bem como os modelos de clima global (GCM em
inglês), tanto atmosféricos como oceânicos, para realizar previsões sobre o clima e a meteorologia,
aproximando-se cada vez mais da realidade observada.
Estes modelos são vitais para a compreensão da relação entre os dados observados do passado e
todos os seus agentes modificadores, para um sistema complexo repleto de mistérios e enigmas, e
na prevenção para as alterações climáticas resultante da atividade e da evolução humana.
Bibliografia adicional:
Dessai, S. & Trigo, R. (2001). A ciências das alterações climáticas. In Finisterra, XXXVI, 71, 2001,
pp. 117-332. Junta Nacional de Investigação Científica e Tecnológica - Fundação da
Universidade de Lisboa.
Texto escrito conforme o Acordo Ortográfico - convertido pelo Lince.