O dióxido de carbono está aquecendo o planeta (veja como)

Por Stephanie Pappas - Colaborador da Live Science March 10, 2017

Uma imagem do satélite NOAA / NASA, GOES-16, mostra uma imagem visível colorida do disco completo da Terra em 15 de janeiro de 2017. (Imagem: © NOAA / NASA)

 

O chefe da Agência de Proteção Ambiental (EPA) disse que não acredita que o dióxido de carbono seja o principal motor das mudanças climáticas.

 

"Penso que medir com precisão a atividade humana no clima é algo muito desafiador, e há uma tremenda discordância sobre o grau de impacto. Portanto, não concordo que seja o principal contribuinte para o aquecimento global que vemos". O chefe da EPA, Scott Pruitt, disse ao programa de notícias da manhã da CNBC "Squawk Box" ontem (9 de março).

 

Os comentários de Pruitt são contrários à pesquisa científica sobre mudança climática. Mas quando mesmo o chefe da EPA duvida do consenso, pode ser difícil cortar o barulho para entender o que os cientistas estão realmente usando quando expressam preocupação com as mudanças climáticas. [ A realidade da mudança climática: 10 mitos presos ]

 

"Acho que muitas pessoas têm preocupações muito sérias em sua vida e simplesmente não têm tempo para fazer todo o dever de casa e os antecedentes para descobrir isso", disse Katherine Moore Powell, ecologista climática do Field Museum em Chicago.

 

Então, aqui está uma cartilha explicando exatamente por que os cientistas sabem que o clima está mudando e que as atividades humanas estão causando isso.

Terra está esquentando

(Crédito da imagem: Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (5º Relatório de Síntese))

Nesse ponto, mesmo os negadores mais severos do clima seriam pressionados a argumentar que o clima não está esquentando. Simplificando, está ficando mais quente por aí. Combinando medições de terra e oceano de 1850 a 2012, os pesquisadores descobriram que a temperatura média da superfície do ar aumentou globalmente em 0,8 graus Celsius desde o início da era industrial. Isso está de acordo com o quinto relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), lançado em 2014. O gráfico superior na figura do resumo do relatório do IPCC para os formuladores de políticas mostra a anomalia de temperatura em Celsius.

 

O próximo gráfico nesta sequência mostra o aumento do nível do mar, que subiu globalmente em média 7,4 polegadas (0,19 metros) desde 1901. De acordo com o IPCC, a taxa de aumento do nível do mar desde meados do século XIX foi superior à taxa dos dois milênios anteriores. Os cientistas usam medidores de marés e medições de satélite para rastrear mudanças no nível do mar, de acordo com a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA). Geólogos e outros cientistas da Terra podem estudar rochas, fósseis e núcleos de sedimentos para obter uma visão de longo prazo das mudanças no nível do mar, de acordo com a NASA .

 

Os dois gráficos inferiores mostram concentrações crescentes de gases de efeito estufa e emissões estimadas de dióxido de carbono por seres humanos desde 1850. A tendência crescente é evidente em cada figura. Os cientistas monitoram o dióxido de carbono na atmosfera bombeando ar para dentro de uma câmara artificial e lançando uma luz infravermelha através da amostra. O dióxido de carbono absorve a luz infravermelha com muita eficiência - mais isso em um minuto -, portanto, a quantidade de infravermelho absorvido pode ser usada para calcular a quantidade de CO2 na amostra. [ 10 principais maneiras de destruir a Terra ]

 

O principal (e mais antigo) local para essas medições é o Observatório Mauna Loa, no Havaí, que informou recentemente que a concentração de dióxido de carbono na atmosfera do planeta ultrapassou 400 partes por milhão . Em 1958, quando as observações em Mauna Loa começaram, a concentração anual de dióxido de carbono na atmosfera era de 315 partes por milhão.

A física dos gases de efeito estufa

O dióxido de carbono não é um candidato azarão para o aquecimento da atmosfera. Em 1896, o cientista sueco Svante Arrhenius (que mais tarde ganhou o primeiro Prêmio Nobel de Química) publicou um artigo na Philosophical Magazine e no Journal of Science que expunha o básico do que é agora conhecido como "efeito estufa".

 

O efeito é o resultado de como a energia interage com a atmosfera. A luz do sol entra na atmosfera como luz ultravioleta e visível; parte dessa energia solar é então irradiada de volta ao espaço como energia infravermelha ou calor. A atmosfera é de 78% de nitrogênio e 21% de oxigênio , que são gases constituídos por moléculas contendo dois átomos. Esses pares firmemente ligados não absorvem muito calor.

 

Mas os gases de efeito estufa, incluindo dióxido de carbono, vapor de água e metano, cada um tem pelo menos três átomos em suas moléculas. Essas estruturas frouxamente unidas são absorvedores eficientes da radiação de ondas longas (também conhecida como calor), que retornam da superfície do planeta. Quando as moléculas do dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa reemitem essa radiação de ondas longas de volta à superfície da Terra, o resultado é o aquecimento.

É realmente dióxido de carbono?

Assim, as temperaturas estão subindo, assim como os níveis de dióxido de carbono atmosférico. Mas os dois estão conectados?

Sim. A evidência é forte. Em 2006, os cientistas apresentaram um cartaz na 18ª Conferência sobre Variabilidade e Mudança Climática, que até mediu o efeito diretamente . Usando espectrômetros (ferramentas que medem espectros para identificar comprimentos de onda específicos), os pesquisadores analisaram os comprimentos de onda da radiação infravermelha que chega ao solo. Com base nos comprimentos de onda variados, os cientistas determinaram que mais radiação estava ocorrendo devido à contribuição de gases de efeito estufa específicos.

No geral, eles descobriram que a radiação de gases de efeito estufa aumentou 3,5 watts por metro quadrado em comparação com os tempos pré-industriais, um aumento de pouco mais de 2%. Outros pesquisadores observaram "falta" de comprimentos de onda infravermelhos na radiação para o espaço, um fenômeno que ocorre porque esses comprimentos de onda perdidos ficam presos na atmosfera.

 

Os cientistas também sabem que o carbono extra na atmosfera é o mesmo carbono proveniente da queima de combustíveis fósseis. Ao analisar variações moleculares chamadas isótopos, os pesquisadores podem rastrear a origem do carbono atmosférico, disse Moore Powell.

"Sabemos como é a queima de combustíveis fósseis, no sentido científico", disse ela.

Isso não quer dizer que o clima seja tão simples quanto uma estufa real. Muitos fatores influenciam a temperatura global, incluindo erupções vulcânicas e variações no ciclo solar e na órbita da Terra que alteram a quantidade de luz solar que atinge o planeta.

 

Mas os cientistas sabem que os vulcões e o sol não são os culpados pelas recentes mudanças climáticas. De acordo com o IPCC , as emissões vulcânicas de dióxido de carbono são, no máximo, um centésimo das emissões humanas de CO2 desde 1750. Além disso, as erupções vulcânicas causam mudanças em prazos curtos de cerca de dois anos, não as mudanças de longo prazo que estão sendo observadas atualmente.

O sol é mais complexo, mas os pesquisadores descobriram que o mínimo recente do ciclo solar (entre 1986 e 2008) era realmente menor do que os dois mínimos anteriores do ciclo solar ( o sol se move entre mínimos silenciosos e máximos ativos cerca de uma vez a cada cinco anos) . De qualquer forma, concluiu o IPPC, a atividade solar recente deveria ter resultado no resfriamento, não no aquecimento. Da mesma forma, um estudo de 2012 descobriu que, entre 2005 e 2010, um período em que a atividade solar era baixa, a Terra ainda absorveu 0,58 watts de excesso de energia por metro quadrado , continuando a aquecer, apesar do menor nível de energia solar que entra no sistema.

Onde está a verdadeira incerteza?

Dado o peso das evidências, os cientistas chegaram a um consenso de que as mudanças climáticas estão acontecendo e que as emissões humanas de gases de efeito estufa são a causa principal.

Então, onde estão os verdadeiros debates científicos?

Ainda há muitas perguntas sobre a rapidez com que as mudanças climáticas acontecerão e quais serão os efeitos precisos.

 

"O que eu diria que é mais incerto é simplesmente a rapidez com que as coisas estão mudando", disse Moore Powell. "Estou muito interessado no ritmo".

Uma das principais incógnitas é a influência suprema das nuvens no clima : as nuvens são brancas, refletindo a luz do sol de volta ao espaço, o que poderia ter um efeito de resfriamento. Mas as nuvens também são vapor de água, que retém o calor. E diferentes tipos de nuvens podem ter efeitos de aquecimento ou resfriamento, de modo que o papel preciso das nuvens no ciclo de retroalimentação do aquecimento global permanece difícil de desvendar , disseram os cientistas.

 

Outra questão importante é quão alto e com que rapidez o nível do mar aumentará à medida que o aquecimento das águas do mar se expandir e o gelo da Antártica e do Ártico derreter. O IPCC previa um aumento de 52 a 98 cm (20 a 38 polegadas), assumindo que não sejam feitos esforços para conter as emissões de gases de efeito estufa.

 

Essa faixa é ampla, em grande parte porque a dinâmica das camadas de gelo da Antártica não é completamente compreendida. Se as geleiras terrestres da Antártica se deslocarem rapidamente para o mar com um pouco de aquecimento, isso será uma má notícia para as comunidades costeiras, disseram pesquisadores. É por isso que os cientistas estão observando atentamente agora, enquanto uma fenda está dividindo a plataforma de gelo Larsen C no mar de Weddell. Se o gigantesco evento de descida de iceberg desestabilizar a plataforma de gelo, poderá resultar no rápido fluxo das geleiras terrestres atrás dela para o oceano. Esse tipo de fluxo glacial rápido já ocorreu nas proximidades, quando a plataforma de gelo Larsen B desmoronou em 2002.

 

Para um ecologista como Moore Powell, também existem inúmeras perguntas para responder sobre como os ecossistemas reagirão a uma mudança climática. Se o ritmo for lento o suficiente, plantas e animais poderão se adaptar. Mas em muitos lugares, a mudança está acontecendo muito rapidamente, disse Moore Powell.

 

"Não há tempo suficiente neste ritmo para a adaptação natural assumir", disse ela.

Artigo original sobre Live Science .