Projeto:

Índice

1 SUMÁRIO ............................................................................................................................... 1

2 ENQUADRAMENTO GERAL .................................................................................................... 2

3 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA CLIMÁTICO DO PLANETA TERRA ....................................... 4

4 ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS, SUAS CAUSAS E PROJEÇÕES PARA O FUTURO ........................... 7

4.1. Forçamentos naturais do clima ..................................................................................... 9

4.2. Forçamentos antropogénicos do clima ....................................................................... 12

4.3. Projeções para o futuro ............................................................................................... 17

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................... 20

Anexo 1 – Cenários e projeções climáticas ................................................................................. 23

Anexo 2 – Características da energia radiante ............................................................................ 28

Anexo 3 – Alterações climáticas ao longo da história da Terra .................................................. 30

1

1 SUMÁRIO

A temperatura média global da superfície do nosso planeta, cerca de 15°C, é

possível devido ao efeito de estufa: parte da radiação solar que atinge o nosso planeta

é absorvida e emitida sob a forma de outro tipo de radiação, a qual pode ser

reabsorvida por alguns constituintes da atmosfera, aquecendo-a. Esses constituintes

designam-se gases com efeito de estufa (GEE) e são, por exemplo, o dióxido de

carbono, a água, o metano, o óxido nitroso1 e os clorofluorcarbonetos.

Clima e tempo são dois conceitos que facilmente se confundem. Ambos referem-se

a parâmetros meteorológicos, como a temperatura, a precipitação e a velocidade do

vento, que ocorrem numa determinada região. Porém, distinguem-se pelo período de

tempo a que se referem: estado de tempo diz respeito a períodos muito curtos,

enquanto clima refere-se a períodos de, pelo menos, 30 anos. Consequentemente, o

tempo é inconstante e sujeito a grande variação, mesmo ao longo de um dia; contudo,

o clima considera médias e variabilidades estatísticas dos parâmetros meteorológicos,

registados ao longo de um período prolongado.

Numa dada região do globo, é natural a ocorrência de variabilidade climática, isto

é, os seus parâmetros meteorológicos flutuam em torno das médias climáticas dessa

região. Já as alterações climáticas referem-se a, por exemplo, mudanças da média dos

parâmetros meteorológicos, que persistem durante um período prolongado.

O clima muda devido a forçamentos naturais do clima, como os ciclos solares de 11

anos, durante os quais varia a quantidade de energia irradiada, alterando a quantidade

de radiação do Sol que atinge a Terra. Contudo, o clima também se altera devido a

forçamentos antropogénicos do clima, uma vez que diversas atividades humanas

contribuem para a acumulação de GEE na atmosfera e, consequentemente, para a

intensificação do aumento da temperatura média global. Destas, destacamos a queima

de combustíveis fósseis, a agropecuária (em particular, o cultivo de arroz e a

exploração de mamíferos ruminantes) e a aplicação de fertilizantes nitrogenados na

agricultura.

Palavras-chave: efeito de estufa, gases com efeito de estufa, clima, tempo, variabilidade

climática, alterações climáticas, forçamentos naturais e antropogénicos do clima

1 Óxido nitroso também é designado óxido de diazoto.

2

2 ENQUADRAMENTO GERAL

Nas últimas décadas, tem-se verificado uma grande evolução do ramo da ciência

que se dedica ao estudo do clima, sustentada por um notável progresso das

metodologias e dos instrumentos científicos, nomeadamente de modelos de projeções

climáticas. Deste modo, tornou-se relevante analisar a literatura científica que vai

sendo produzida, de forma a sistematizar as evidências acumuladas pela comunidade

científica. Assim, em 1988, foi constituído o Intergovernmental Panel On Climate

Change2 (IPCC), pelas United Nations3 (UN) e pela World Meteorological Organization4

(WMO), para rever e avaliar a investigação realizada na área das alterações climáticas

(IPCC, 2015a). O IPCC publica periodicamente relatórios referentes à análise efetuada,

os quais são relevantes para cientistas, decisores políticos e público em geral.

A questão das alterações climáticas encontra-se envolta em controvérsia e existem

certas fações, em particular em países desenvolvidos anglófonos, que rejeitam a

responsabilidade humana nas mudanças que se têm vindo a registar no sistema

climático. De facto, independentemente de opiniões individuais, desde o seu primeiro

relatório, em 1990, o IPCC assinala que o clima está a mudar, que tem impactes

relevantes nas sociedades humanas, assim como nos ecossistemas, e que a redução

das suas consequências requer cooperação internacional. Na sua última avaliação dos

progressos na literatura científica (IPCC, 2014), o painel vai mais longe, indicando que:

A temperatura média global da superfície da Terra sofreu um aquecimento de

0,85°C [de 0,65 a 1,06 °C] no período de 1880 a 2012 (ver figura 1).

Comparando com o período 1986-2005, no final do século XXI prevê-se um

aumento da temperatura média global da superfície entre 0,3°C (limite inferior

do cenário de menor emissão de gases com efeito de estufa, GEE) e 4,8°C

(limite superior do cenário com maior emissão). O Anexo 1 apresenta mais

informação em relação aos cenários de emissão de GEE, enquadrando-os nos

cenários climáticos e nas projeções climáticas.

A influência humana, ou antropogénica, no sistema climático é inequívoca e

deve-se principalmente à emissão, sem precedentes, de GEE (ver figura 2).

2 Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas. 3 Nações Unidas. 4 Organização Meteorológica Mundial.

3

A emissão contínua de GEE irá intensificar o aquecimento global, dando origem

a mudanças prolongadas no sistema climático, aumentando a probabilidade de

ocorrência de impactes muito significativos, generalizados e irreversíveis para

pessoas e ecossistemas.

A adaptação e a mitigação são estratégias complementares para,

respetivamente, gerir e reduzir os riscos das alterações climáticas.

Muitas opções de adaptação e de mitigação podem contribuir para lidar com as

alterações climáticas, mas nenhuma opção isolada é suficiente.

Figura 1 – Anomalias da temperatura média global da superfície. Para a elaboração deste gráfico foram calculadas as médias das anomalias das temperaturas superficiais terrestres e oceânicas globais, para cada ano, tendo como referência a média durante o período de 1986 a 2005. As diferentes cores referem-se a dados com diferentes origens (IPCC, 2014, p. 3).

Figura 2 – Concentrações médias globais de GEE. Concentrações atmosféricas de dióxido de carbono (CO2, a verde), de metano (CH4, a cor de laranja) e de óxido nitroso (N2O, a vermelho), determinadas a partir de dados obtidos a partir de tarolos de gelo5 e de medições atmosféricas diretas (IPCC, 2014, p. 3). NOTA: ppm e ppb referem-se, respetivamente, a partes por milhão e partes por bilião.

5 Tarolos de gelo são colunas de gelo obtidas por perfuração com sonda rotativa. Aquando da formação das camadas de gelo são capturadas e preservadas pequenas quantidades de ar atmosférico. Deste modo, as camadas formadas há milhões de anos atrás permitem a medição e o registo das concentrações de diferentes gases atmosféricos no passado geológico (Masson-Delmotte et al., 2013).

4

Na parte I dos manuais deste curso, iremos fazer frequentemente referência ao

trabalho do IPCC, dado este painel contar com a colaboração de uma vasta equipa de

especialistas de várias nacionalidades, de forma a incluir diversos pontos de vista e

áreas de conhecimento científico (IPCC, 2015a). Dois factos adicionais contribuem,

ainda, para elevar o grau de confiança na qualidade do trabalho desenvolvido por este

painel; em primeiro lugar, foi-lhe atribuído o prémio Nobel da Paz, em 2007, ano da

publicação do relatório da quarta avaliação; em segundo lugar, o IPCC submete os seus

próprios processos e procedimentos de funcionamento a avaliação externa, com o

intuito de os melhorar (IPCC, 2015b).

As secções seguintes deste manual analisam, brevemente, o funcionamento do

sistema climático do planeta Terra, abordando conceitos fundamentais como o efeito

de estufa e a forma como o clima tem vindo a mudar, e continuará a fazê-lo, devido a

fatores humanos e naturais.

3 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA CLIMÁTICO DO PLANETA TERRA

O sistema climático da Terra é aberto, complexo, dinâmico e interativo. Inclui os

seguintes subsistemas: a atmosfera (camada muito fina de gases que envolve a Terra),

a hidrosfera (água no estado líquido), a criosfera (água sob a forma de gelo e neve), a

litosfera (continentes e fundos oceânicos) e a biosfera (seres vivos) (IPCC, 2007;

Miranda, 2010a). A fonte de energia para o sistema climático é a energia radiante

proveniente do Sol. O Anexo 2 explica algumas características da energia radiante, com

o intuito de apoiar a compreensão do funcionamento do sistema climático.

Como a temperatura global da Terra se manteve relativamente constante durante

vários séculos, podemos inferir que a quantidade de energia solar que atinge o planeta

deve estar praticamente em equilíbrio com a energia que este emite para o espaço.

Deste modo, o planeta Terra encontra-se, praticamente, em equilíbrio radiativo, como

iremos explicar nos próximos parágrafos (acompanhar com a análise da figura 3).

Da radiação solar com comprimento de onda curto que atinge a atmosfera, cerca

de 30% é refletida de volta para o espaço, 20% é absorvida pela atmosfera e 50% é

5

absorvida pela superfície da Terra, quer pelos solos quer pelos oceanos (Cubasch et al.,

2013). A radiação refletida pela Terra designa-se albedo. Esta reflexão é feita por

alguns gases, pequenas partículas sólidas ou líquidas em suspensão na atmosfera

(designados aerossóis), nuvens, superfícies aquáticas e solo (Cubasch et al., 2013;

IPCC, 2007).

Figura 3 – Modelo idealizado do efeito de estufa natural. A reflexão da energia solar pela atmosfera e pela superfície terrestre está representada com setas amarelas. A emissão de energia solar absorvida sob a forma de radiação infravermelha (IV) pela superfície terrestre e por certos constituintes da atmosfera encontra-se representada por setas vermelhas. Parte da radiação IV escapa-se para o espaço e parte é reabsorvida de novo. Atualmente, é considerado que a intensidade do efeito de estufa se encontrava a níveis naturais no período pré-industrial, antes da intervenção humana em grande escala, como iremos explicar na próxima secção deste manual.

Como em qualquer outro corpo, a maioria da energia absorvida pelo sistema Terra

é reemitida sob a forma de radiação infravermelha (IV), ou seja, com um comprimento

6

de onda longo. Esta energia é novamente absorvida por alguns constituintes da

atmosfera, como o vapor de água (H2O) ou o dióxido de carbono (CO2), que reemitem

radiação IV em todas as direções, provocando o aquecimento das camadas inferiores

da atmosfera e da superfície terreste, através de um fenómeno designado por efeito

de estufa6 (Cubasch et al., 2013). A designação de efeito de estufa deve-se à analogia

estabelecida com o que acontece numa estufa de plantas, onde o plástico ou vidro se

deixam atravessar pela radiação solar de comprimento de onda curto, retendo,

contudo, a radiação de comprimento de onda longo, emitida pelo solo (IPMA, 2015b).

Desta forma, a temperatura no interior da estufa torna-se superior em relação à do

seu ambiente envolvente.

Nem todos os gases presentes na atmosfera contribuem da mesma forma para o

efeito de estufa. De facto, cerca de 78% da atmosfera é constituída por azoto (N2) e

21% por oxigénio (O2), gases que quase não absorvem radiação7. Os gases que

efetivamente contribuem para o aquecimento da Terra designam-se por gases com

efeito de estufa (GEE) e existem em muito menor quantidade na atmosfera (cerca de

1%). Os que apresentam maior impacte são o dióxido de carbono (CO2) e o vapor de

água (H2O), seguidos do metano (CH4), óxido nitroso (N2O), clorofluorcarbonetos (CFC),

entre outros.

A temperatura média verificada atualmente a nível global, cerca de 15°C, e que

possibilita a existência de água no estado líquido, assim como de vida, existe devido ao

efeito de estufa natural. Caso não existissem GEE na atmosfera, a temperatura média

global estimada seria muito inferior: cerca de -18°C (IPMA, 2015b; Santos, 2007).

Apesar de se poder calcular uma temperatura média global para o nosso planeta, a

nossa experiência pessoal, e outras fontes de informação, dizem-nos que a

temperatura e outros parâmetros meteorológicos podem variar bastante da noite para

o dia e geograficamente. A nossa experiência quotidiana refere-se às condições do

estado de tempo, o qual é inconstante e pode variar substancialmente, num dado local

e num curto período. Por sua vez, o conceito de clima, descreve as condições

6 A designação mais correta para designar este fenómeno é “efeito estufa”, contudo, com a banalização da sua utilização, passou a usar-se “efeito de estufa”. 7 O azoto e o oxigénio, constituintes importantes da atmosfera, não possuem a capacidade de absorver a radiação infravermelha, devido à sua estrutura linear diatómica (cada molécula é formada por dois átomos). Em contrapartida, outros gases muito menos abundantes e com moléculas mais complexas são mais eficazes na captação da energia radiante da Terra.

7

meteorológicas predominantes, como a temperatura, a pressão, a humidade, o vento,

a presença de nuvens, a precipitação, etc., num determinado local e durante um

período de tempo prolongado (Cubasch et al., 2013; IPMA, 2015a). O clima surge

frequentemente definido como o estado do tempo médio (average weather) ou como

uma síntese do estado do tempo; contudo, em rigor, consiste numa descrição

estatística de vários elementos (atmosféricos, terrestres e oceânicos) durante um

período de tempo prolongado (Cubasch et al., 2013; IPMA, 2015a; WMO, S.d.b). Para

caracterizar o clima de uma dada região, a WMO usa dados recolhidos ao longo de 30

anos, embora o período a considerar possa variar desde meses até milhões de anos

(IPCC, 2007; WMO, S.d.b). Em suma, o tempo e o clima estudam os mesmos

parâmetros meteorológicos, variando, essencialmente, no período de análise

considerado (IPMA, 2015a).

4 ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS, SUAS CAUSAS E PROJEÇÕES PARA O FUTURO

Os cientistas recolheram múltiplas evidências de que, ao longo da história da

Terra8, o clima teve períodos relativamente estáveis e períodos em que ocorreram

mudanças acentuadas. O Anexo 3 apresenta mais informação em relação às alterações

climáticas verificadas no passado geológico. Contudo, mesmo nos períodos mais

estáveis, existe uma flutuação natural do clima, designada variabilidade climática, que

envolve uma variação natural dos parâmetros meteorológicos em torno das médias

climáticas (Miranda, 2010a). Um exemplo destas oscilações do clima (ver figura 4) é a

alternância entre o fenómeno El Niño, ou seja, o aquecimento intenso da superfície

oceânica na região equatorial Este e Central do Oceano Pacífico, durante três ou mais

estações, e o fenómeno de La Niña, ou seja, o arrefecimento da mesma região até

temperaturas abaixo do normal (WMO, S.d.a).

8 História da Terra refere-se ao período de existência do planeta Terra. Muitos fenómenos geológicos (por exemplo, a elevação de uma montanha ou a solidificação de um magma em profundidade) decorrem durante períodos de tempo inimagináveis à escala humana (à escala da esperança de vida de uma pessoa). As alterações climáticas no passado geológico incluem-se nesse conjunto de fenómenos.

8

Figura 4 – Mapas globais centrados no Oceano Pacífico revelando padrões da temperatura superficial oceânica durante El Niño e La Niña (Fiondella, 2009).

Todavia, a variabilidade natural do clima não permite explicar as alterações que se

têm vindo a registar, desde meados do século XIX, e que têm ocorrido a um ritmo

muito superior a qualquer outra mudança climática detetada no passado geológico.

Estas alterações são identificáveis por variações estatisticamente significativas da

média e/ou variabilidade de parâmetros meteorológicos, que persistem durante um

período prolongado (por exemplo, décadas) e designam-se alterações ou mudanças

climáticas (Cubasch et al., 2013; Miranda, 2010a; WMO, S.d.a).

O IPCC referiu, na sua última avaliação, que as alterações climáticas atuais são

sustentadas por múltiplas linhas de evidência. Algumas das alterações destacadas são

(Cubasch et al., 2013; Hartmann et al., 2013):

1- A temperatura média global à superfície (sobre solos e oceanos) aumentou

inequivocamente nos últimos 100 anos. Registou-se, ainda, o aquecimento da

maior parte da atmosfera inferior, mas não da atmosfera superior;

2- A temperatura média à superfície dos oceanos aumentou, desde 1950;

3- Desde 1950, os dias e as noites quentes tornaram-se mais frequentes; e os dias

e as noites frios tornaram-se menos frequentes;

9

4- A frequência e a intensidade de períodos quentes, inclusive de ondas de calor,

aumentaram desde meados do século XX, em particular, em grande parte da

Europa, da Ásia e da Austrália;

5- Aumentou a humidade na baixa atmosfera, desde 1970;

6- Nas zonas terrestres de latitude média do Hemisfério Norte, aumentou a

precipitação, desde 1901;

7- Desde 1950, a frequência e a intensidade de eventos de precipitação forte

sobre os continentes aumentou, em particular, na América do Norte e na

Europa, com alguma variação regional e sazonal;

8- Desde 1950, a frequência e a intensidade de secas aumentaram na zona

Mediterrânica e no Oeste Africano; porém, diminuíram na América do Norte

Central e no Noroeste da Austrália;

9- Tem-se vindo a registar uma tendência para a redução significativa das massas

de neve e de gelo, em particular, no Ártico, na Gronelândia e na Antártica;

10- A frequência e a intensidade dos ciclones tropicais fortes aumentaram no Norte

do Atlântico, desde 1970;

11- O nível médio global do mar subiu a uma média de 1,8 [1,3 a 2,3] mm, por ano,

no período de 1961 a 2003. A subida durante o século XX foi estimada em 170

[120 a 220] mm;

12- Os oceanos têm vindo a absorver CO2 atmosférico, o que tem tido um efeito

significativo na sua acidificação.

As mudanças no sistema climático ao longo do tempo são condicionadas por

fatores externos, designados forçamentos do clima, quer naturais quer

antropogénicos. Estes fatores alteram o balanço de energia da Terra, conduzindo ao

aquecimento ou ao arrefecimento da sua superfície (IPCC, 2007; Miranda, 2010b). De

seguida, analisaremos alguns dos forçamentos do clima naturais e antropogénicos.

4.1. Forçamentos naturais do clima

As mudanças climáticas podem ser atribuídas, em parte, à variação da radiação

solar incidente, devido, por exemplo, a ligeiras alterações da irradiação solar durante

os ciclos solares. Estes ciclos têm a duração de 11 anos e, tipicamente, apresentam

10

uma variação de cerca de 0,1% na quantidade de radiação solar emitida (Masson-

Delmotte et al., 2013). Adicionalmente, a radiação solar incidente na Terra pode,

ainda, variar devido a ligeiras alterações na órbita do nosso planeta, tal como a sua

excentricidade9, a inclinação do seu eixo de rotação e o movimento de precessão deste

eixo10. Estas alterações orbitais afetam particularmente as regiões de latitudes

elevadas, tendo Milankovitch proposto, em 1930, que estariam na origem da

alternância entre períodos glaciares e interglaciares, identificados ao longo do passado

geológico (Guerner Dias, 2014; Santos, 2007).

Os forçamentos do clima podem também alterar a reflexão da radiação solar pela

Terra, ou seja, alterar o seu albedo. Na secção anterior, mencionámos que o albedo é

afetado por alguns gases, diferentes condições de nebulosidade, aerossóis, superfícies

aquáticas e cobertura do solo. Por exemplo, quanto maior a quantidade de certo tipo

de aerossóis em suspensão na atmosfera, maior a reflexão da radiação solar. Por esse

motivo, fortes precipitações reduzem o albedo, por removerem aerossóis da

atmosfera. Por outro lado, grandes erupções vulcânicas podem ejetar quantidades

elevadas de aerossóis para a alta atmosfera, onde podem permanecer durante um ano

ou dois, antes de caírem para a baixa atmosfera e serem arrastados para o solo e

oceanos pela precipitação. Desta forma, a atividade vulcânica pode aumentar

dramaticamente a refletividade, provocando a diminuição da temperatura global

durante alguns meses a anos (Cubasch et al., 2013; Guerner Dias, 2014; IPCC, 2007).

A amplitude da variação da temperatura média global causada pelos diferentes

forçamentos do clima depende de vários mecanismos de feedback, os quais podem ser

positivos, se amplificam os efeitos das alterações climáticas, ou negativos, quando

diminuem esses efeitos (IPCC, 2007). Um exemplo de feedback positivo é o da

superfície terrestre que se encontra coberta de gelo e de neve, designado por albedo

do gelo. Neste caso, a reflexão da radiação solar diminui quando a cobertura de gelo e

neve, de cor clara, funde11, devido ao aumento de temperatura. Assim, deixa exposto

solo de cor mais escura, o qual reflete menos e absorve mais a radiação solar,

9 Excentricidade orbital refere-se à forma da órbita. Uma órbita de um planeta é tanto mais excêntrica quanto mais elíptica for (afastando-se mais da forma circular). 10 Precessão refere-se ao movimento circular do eixo de rotação de um planeta. Tem semelhanças com o movimento de um pião que gira sobre o seu eixo, sendo que este eixo oscila ligeiramente. 11 Ou seja, passa do estado físico sólido (gelo/neve) para o estado físico líquido (água no estado líquido).

11

intensificando o seu aquecimento. Esta acentuação do aquecimento, por sua vez,

conduz a mais fusão de gelo e de neve (Cubasch et al., 2013; IPCC, 2007).

Também existem processos de feedback negativo. Por exemplo, a troca de CO2, um

GEE, entre a atmosfera e os oceanos. De facto, quanto maior a concentração de CO2 na

atmosfera, mais rapidamente este gás se dissolve nas camadas superficiais dos

oceanos, diminuindo a sua concentração atmosférica. Logo, diminui o efeito de estufa

e, consecutivamente, a temperatura média global também diminui. Contudo, este

feedback tem uma ação limitada, dado a difusão deste gás para as zonas mais

profundas dos oceanos requerer vários séculos (IPCC, 2007). Por outro lado, esta

dissolução implica a acidificação dos oceanos, com repercussões negativas ao nível dos

ecossistemas marinhos (Cubasch et al., 2013).

Destacamos que alguns feedbacks operam rapidamente (por exemplo, a fusão de

neve pode ocorrer em poucas horas ou dias), enquanto outros ocorrem durante

décadas a séculos, como ilustra a figura 5 (Cubasch et al., 2013).

Figura 5 – Feedbacks climáticos e escalas temporais. Os feedbacks climáticos relacionados com o aumento de CO2 e o aumento da temperatura incluem: 1) feedbacks negativos (–) como as trocas de carbono entre a atmosfera e o oceano; 2) feedbacks positivos (+) como o do albedo da neve/gelo; 3) feedbacks positivos ou negativos (±), como as nuvens. Na caixa, encontra-se destacada a escala temporal para os vários feedbacks (Cubasch et al., 2013, p.128).

12

4.2. Forçamentos antropogénicos do clima

Até ao momento descrevemos, fundamentalmente, processos que se desenrolam

naturalmente no sistema climático. Contudo, relembramos que uma das principais

conclusões destacada pelo IPCC é a de que a maioria do aumento da temperatura

média global observada, desde meados do século XX, é atribuída à emissão sem

precedentes de gases com efeito de estuda (GEE), devido às atividades humanas, nos

últimos 200 anos, em particular de CO2, CH4 e N2O (Cubasch et al., 2013). Assim, e com

base da análise de registos sistemáticos das concentrações atmosféricas destes gases e

de parâmetros meteorológicos registados ao longo de décadas, séculos ou períodos

maiores, a comunidade científica afirma que a responsabilidade humana nas

alterações climáticas que se têm registado é inequívoca. Adicionalmente, o IPCC tem

vindo a apresentar, em todos os seus relatórios, vários cenários, considerando

diferentes perfis de emissão de GEE, nos quais os efeitos das alterações climáticas se

agravarão.

A concentração de um GEE na atmosfera resulta do balanço entre as suas emissões

e remoções, ao longo da história da Terra. No lado das emissões do dióxido de

carbono (CO2), para além de processos naturais, de que são exemplo as erupções

vulcânicas, a meteorização química de alguns tipos de rochas12, a respiração celular13

ou a decomposição de matéria orgânica, registam-se ainda as atividades humanas. De

facto, desde o nascimento das primeiras civilizações que o Homem tem vindo a

desflorestar para, por exemplo, criar novas áreas de cultivo (Ciais et al., 2013). Este

processo muda as características da vegetação, incluindo a sua cor (logo, alterando o

albedo), o seu desenvolvimento sazonal (ao invés de também haver vegetação perene)

e o seu conteúdo em carbono (Cubasch et al., 2013). Contudo, a atividade

antropogénica à qual se tem vindo a atribuir maior responsabilidade é a extração e

queima de combustíveis fósseis, como o petróleo14 e o carvão, para obtenção de

12 Meteorização química é a alteração da composição química dos minerais que constituem as rochas. Neste caso, por exemplo, são relevantes as rochas que incluem na sua constituição carbonatos (como o carbonato de cálcio: CaCO3) dado a sua meteorização libertar CO2 para a atmosfera. 13 Respiração celular é o processo, realizado ao nível das células, pelo qual os seres vivos obtêm energia para realizar todos os processos que os mantêm vivos. 14 Em ciência, a palavra petróleo designa “qualquer mistura natural constituída principalmente por hidrocarbonetos, quer se apresente no estado sólido, líquido ou gasoso à temperatura e pressão

13

energia. De facto, desde a era industrial15, este processo tem libertado para a

atmosfera grandes quantidades de carbono que anteriormente estava armazenado no

subsolo.

A grande diferença entre queimar combustíveis fósseis e biocombustíveis (por

exemplo, troncos de madeira) reside na origem do carbono libertado para a atmosfera.

No primeiro caso, tem origem num reservatório16 geológico natural, logo, estava e

permaneceria armazenado por um longo período, não fosse a intervenção humana. Já

no segundo caso, o carbono estava retido na vegetação, por um período que seria

necessariamente muito mais curto.

De forma a compreender melhor os processos pelos quais o CO2 pode ser

removido da atmosfera e armazenado em reservatórios naturais, relembramos um

exemplo referido anteriormente: o CO2 pode dissolver-se nas camadas superficiais dos

oceanos, pelo que estes podem classificar-se como reservatórios naturais de carbono.

Adicionalmente, a fotossíntese realizada pelas plantas também remove CO2

atmosférico para produzir os compostos orgânicos, sendo também as florestas

consideradas reservatórios de carbono. Por fim, rochas e sedimentos podem ainda

constituir reservatórios de carbono, como os que vão originar, sob determinadas

condições e após milhões de anos, reservatórios de gás natural, carvão ou petróleo

(Ciais et al., 2013; Pacheco, 1999). O processo ou mecanismo pelo qual um GEE ou

aerossol é removido da atmosfera recebe a designação de sumidouro, enquanto o

processo ou mecanismo que opera no sentido oposto designa-se fonte (IPCC, 2013).

Ao fazer o balanço de todas as fontes e de todos os sumidouros de carbono que

fazem parte do ciclo do carbono a nível planetário, constata-se um aumento da

concentração atmosférica de CO2, desde o início da era industrial, altura em que teve

início a queima de combustíveis fósseis em grandes quantidades (ver figura 6). A

concentração deste GEE, em 2011, era já de 390,5 ppm [390,3 to 390,7], valor 40%

superior à concentração deste gás em 1750 (Hartmann et al., 2013). Recentemente, foi

ambientes” (Pacheco, 1999, sem página), sendo hidrocarbonetos quaisquer compostos constituídos por átomos de hidrogénio (H) e por átomos de carbono (C). 15 1750 é a data avançada para assinalar o início da era industrial, nomeadamente pelo IPCC. Contudo, a utilização intensiva de carvão na indústria e setores associados teve início já em pleno século XIX. 16 Reservatório é um componente do sistema climático, que não a atmosfera, com a capacidade de armazenar, acumular ou libertar uma substância relevante, como as que incluem o carbono na sua constituição molecular.

14

divulgado que a concentração atmosférica de CO2 a nível mundial ultrapassou os 400

ppm (NOAA, 2015).

Figura 6 – Concentrações atmosféricas históricas de CO2 durante a era industrial (à direita) e desde o ano 0 até 1750 (esquerda), determinadas a partir de ar preso em tarolos de gelo (pontos verdes) e a partir de medições atmosféricas diretas (linhas azuis, medições realizadas no observatório do Cabo Grim, Tasmânia) (MacFarling-Meure et al., 2006, in Ciais et al., 2013, p. 493).

Remover da atmosfera o CO2, emitido pelas atividades humanas, por processos

naturais demorará milhares de anos. Desta forma, as alterações climáticas, associadas

a elevados níveis deste GEE, são irreversíveis à escala humana. Em teoria, o ser

humano pode desenvolver métodos de remoção de dióxido de carbono para reduzir a

concentração atmosférica deste gás. Contudo, estes métodos têm limitações

biogeoquímicas e tecnológicas e o IPCC considerou que seria virtualmente certo que a

remoção de CO2 por esses métodos seria compensada pela libertação deste gás pelos

oceanos, ecossistemas marinhos e terrestres (Ciais et al., 2013).

Passando para a análise do metano (CH4), outro GEE de destaque, podemos

encontrar fontes naturais e antropogénicas. As emissões naturais incluem fontes

biológicas (como os processos digestivos dos mamíferos), fontes fósseis geológicas

(como os vulcões de lama) ou mesmo ecossistemas terrestres (como os pântanos). Por

outro lado, e contribuindo com 50% a 65% das emissões deste GEE, estão as atividades

antropogénicas como a agricultura intensiva (em particular, o cultivo de arroz e a

pecuária de mamíferos ruminantes) e os resíduos sólidos urbanos, ricos em matéria

orgânica, depositados em aterros. De uma forma geral, o CH4 pode ser produzido a

partir de matéria orgânica em condições de baixa concentração de oxigénio, através de

15

processos de fermentação17 de micróbios metanogénicos. Destacamos, ainda, as

emissões de CH4 relacionadas com as fugas deste gás durante a extração e uso de

combustíveis fósseis, assim como com a queima incompleta de qualquer tipo de

combustível (fóssil ou de origem biológica) (Ciais et al., 2013).

O CH4 pode ser removido da atmosfera através de processos fotoquímicos de

reações químicas com radicais OH, de cloro e de oxigénio, através da sua oxidação em

solos bem arejados e, possivelmente, através da reação com cloro na camada limite

com os oceanos. Existem, ainda, reservatórios geológicos deste gás, sob a forma de

depósitos de hidratos de metano congelados (clatratos), que apenas são estáveis sob

condições de baixa temperatura e elevada pressão (Ciais et al., 2013).

Do balanço das diversas fontes e sumidouros deste GEE resultou uma

concentração atmosférica, em 2011, de 1803,2 ppb [1801,2 a 1805,2], sendo 150%

superior à registada antes da era industrial (Hartmann et al., 2013). Este aumento é

evidenciado na figura 7.

Figura 7 – Concentrações atmosféricas históricas de CH4 durante a era industrial (à direita) e desde o ano 0 até 1750 (esquerda) determinadas a partir de ar preso em tarolos de gelo (pontos cor de laranja) e a partir de medições atmosféricas diretas (linhas azuis, medições realizadas no observatório do Cabo Grim, Tasmânia) (MacFarling-Meure et al., 2006 in Ciais et al., 2013, p. 493).

Embora a capacidade de absorção de radiação IV por cada molécula de CH4 seja

muito superior à capacidade de absorção de cada molécula de CO2 (Ciais et al., 2013),

a maior abundância deste último na atmosfera e o seu elevado tempo de permanência

na mesma fazem com que o CO2 seja frequentemente classificado como o principal

GEE (Ciais et al., 2013).

17 A fermentação é um processo, que ocorre a nível celular, de produção de energia em condições de escassez de oxigénio.

16

No que diz respeito ao óxido nitroso (N2O), o balanço da sua concentração

depende, predominantemente, de reações de nitrificação e de desnitrificação de azoto

reativo18 nos solos e oceanos. As fontes naturais deste GEE incluem emissões dos solos

e oceanos, reações químicas desencadeadas por relâmpagos e a fixação biológica de

azoto. Esta última é realizada por bactérias que, através de um conjunto de reações

químicas, convertem azoto atmosférico em amónia (NH3) (Ciais et al., 2013). A

aplicação de fertilizantes nitrogenados (com elevado conteúdo em azoto) na

agricultura, a queima de combustíveis fósseis e de biomassa, assim como alguns

processos industriais19 constituem fontes antropogénicas.

A fixação biológica de azoto encontrava-se em equilíbrio com as reações de

desnitrificação, processo pelo qual o azoto é devolvido à atmosfera. Contudo, existe

atualmente um desequilíbrio no sentido da acumulação de N2O na atmosfera, devido

às atividades antropogénicas, como ilustra a figura 8 (Ciais et al., 2013). A

concentração atmosférica de N2O era, em 2011, de 324,2 ppb [324,0 a 324,4], o que

corresponde a um aumento de 20% desde a era industrial (Hartmann et al., 2013).

Figura 8 – Concentrações atmosféricas históricas de N2O durante a era industrial (à direita) e desde o ano 0 até 1750 (esquerda) determinadas a partir de ar preso em tarolos de gelo (pontos vermelhos) e a partir de medições atmosféricas diretas (linhas azuis, medições realizadas no observatório do Cabo Grim, Tasmânia) (MacFarling-Meure et al., 2006 in Ciais et al., 2013, p. 493).

Por fim, existem outros GEE de relevo, como os clorofluorcarbonetos (CFC) e os

hidroclorofluorcarbonetos (HCFC), cuja presença na atmosfera se deve, na totalidade,

às atividades humanas. Todavia, o CO2, o CH4 e o N2O são frequentemente destacados

18 A expressão “azoto reativo” refere-se a todas as formas de azoto (tipos de moléculas que incluem um ou mais átomos de azoto), exceto a sua forma não reativa, a do gás atmosférico (N2) (Ciais et al., 2013). 19 Por exemplo, o processo Haber-Bosch permite produzir NH3 a partir de N2, para fabricar fertilizantes e como matéria-prima para algumas indústrias.

17

quando se fala de GEE, por serem gases que têm tempos de vida na atmosfera

prolongados e, consequentemente, apresentarem uma maior influência sobre o clima.

4.3. Projeções para o futuro

Um dos aspetos mais destacados na última avaliação do IPCC é o facto de que,

mesmo se as emissões antropogénicas de GEE cessassem imediatamente ou se os

forçamentos do clima fossem fixados nos valores atuais, o sistema climático iria

continuar a mudar, até atingir um equilíbrio com esses forçamentos. Tal deve-se à

lenta resposta de alguns componentes do sistema climático, como a atmosfera (dado o

longo tempo de vida de alguns GEE) e os oceanos (graças à sua elevada inércia na

absorção de calor), impedindo que se atinjam as condições de equilíbrio durante

séculos (Collins et al., 2013; Cubasch et al., 2013).

Se as concentrações de GEE se mantivessem constantes nos níveis atuais, a

superfície terrestre, provavelmente, continuaria a aquecer cerca de 0,6°C durante o

século XXI, em relação a 2000 (ver área assinalada a cinzento na figura 9). Se as

emissões de GEE se mantivessem nos níveis de hoje, verificar-se-ia um aquecimento,

provavelmente, muito mais acentuado do que o que se verifica atualmente (ver área a

vermelho, na figura 9). Mesmo se as emissões de GEE fossem zero, a partir dos nossos

dias, a concentração dos gases com longo tempo de vida na atmosfera iria decrescer

lentamente e continuar-se-ia a sentir o seu efeito. Neste caso, após um pequeno

período de algum aquecimento a nível global, ocorreria alguma redução da

temperatura média global até, pelo menos, 2150 (ver área a azul, na figura 9) (Collins

et al., 2013).

18

Figura 9 – Projeções baseadas no balanço de energia do modelo do ciclo do carbono Model for the Assessment of Greenhouse Gas-Induced Climate Change (MAGICC) para composição atmosférica constante (área assinalada a cinzento), emissões de GEE constantes (área a vermelho) e zero emissões futuras de GEE (área a azul), a partir de 2010 e apresentando estimativas de incertezas (Collins et al., 2013, p. 1106).

No caso dos oceanos, estes detêm uma elevada capacidade de absorver calor, mas

a mistura de águas entre camadas superficiais e camadas profundas é limitada. Desta

forma, são necessários vários séculos para que todo o oceano aqueça e atinja um

equilíbrio. Acresce o facto de estes continuarem com a sua expansão térmica (isto é,

aumentarem o seu volume devido ao aumento da sua temperatura), contribuindo

ainda mais para a subida do nível médio do mar a nível global (Collins et al., 2013).

Contudo, em termos de previsões para o final do século XXI, relativas ao aumento

da temperatura média global da superfície do nosso planeta, o IPCC considerou quatro

cenários com perfis de emissões de GEE distintos. No cenário mais rigoroso, com a

menor emissão de GEE, o IPCC previu um aumento da temperatura de 0,3°C em

relação ao período 1986-2005. No cenário de maior emissão desses gases, em

comparação com o mesmo período, o IPCC previu um aumento de 4,8°C (IPCC, 2014).

Porém, destacamos que, quer a humanidade se empenhe na redução das suas

19

emissões de GEE (mitigação) quer não o faça, prevê-se que se sentirá sempre um

agravamento das alterações climáticas que já se registam atualmente até ao final do

século XXI. O que se prevê que varie é o impacte que essas alterações terão em

sistemas humanos e naturais, com consequências na sua capacidade de adaptação às

alterações que continuarão a registar-se.

20

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Ciais, P., Sabine, C., Bala, G., Bopp, L., Brovkin, V., Canadell, J.,… & Thornton, P. (2013). Carbon and Other Biogeochemical Cycles. In T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, & P. M. Midgley (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 465-570). Cambridge & New York: Cambridge University Press. Acedido de: https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter06_FINAL.pdf

Collins, M., Knutti, R., Arblaster, J., Dufresne, J.-L., Fichefet, T., Friedlingstein, P.,… & Wehner, M. (2013). Long-term Climate Change: Projections, Commitments and Irreversibility. In T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, & P.M. Midgley (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 1029-1136). Cambridge & New York: Cambridge University Press. Acedido de: http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter12_FINAL.pdf

Cubasch, U., Wuebbles, D., Chen, D., Facchini, M. C., Frame, D., Mahowald, N. & Winther, J.-G. (2013): Introduction. In T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, & P. M. Midgley (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 119-158). Cambridge & New York: Cambridge University Press. Acedido de: https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter01_FINAL.pdf

Fiondella, F. (2009). Can We Blame El Niño? Acedido a 30 de março, 2015, de: http://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/can-we-blame-el-ni%C3%B1o

Guerner Dias, A. (2014). As Alterações Climáticas na perspetiva das Ciências Ambientais. In C. Vasconcelos, M. A. Ribeiro, & D. Flores (Eds.), Curso FOCO Geologia e Sustentabilidade Porto, julho 2014. Porto: Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto.

Hartmann, D. L., Tank, A., Rusticucci, M., Alexander, L. V., Brönnimann, S., Charabi, Y.,… & Zhai, P. M. (2013). Observations: Atmosphere and Surface. In T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, & P. M. Midgley (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 159-254). Cambridge & New York: Cambridge University Press. Acedido de: https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter02_FINAL.pdf

IPMA – Instituto Português do Mar e da Atmosfera (2015a). Clima. Acedido a 30 de março, 2015, de: http://www.ipma.pt/pt/enciclopedia/clima/index.html

IPMA – Instituto Português do Mar e da Atmosfera (2015b). FAQ's – Climatologia. O que é o "Efeito de estufa"? Acedido a 30 de março, 2015, de: http://www.ipma.pt/pt/educativa/faq/climatologia/faqdetail.html?f=/pt/educativa/faq/climatologia/faq_0006.html

IPCC – Intergovernmental Panel On Climate Change (2007). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge & New York: Cambridge

21

University Press. Acedido de: http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4_wg1_full_report.pdf

IPCC – Intergovernmental Panel On Climate Change (2013). Annex III: Glossary. In T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, & P. M. Midgley (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 1447-1465). Cambridge & New York: Cambridge University Press. Acedido de: http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_AnnexIII_FINAL.pdf

IPCC – Intergovernmental Panel On Climate Change (2014). Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Geneva: IPCC. Acedido de: https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/AR5_SYR_FINAL_SPM.pdf

IPCC – Intergovernmental Panel On Climate Change (2015a). Organization. Acedido a 30 de março, 2015, de: https://www.ipcc.ch/organization/organization.shtml

IPCC – Intergovernmental Panel On Climate Change (2015b). Review of IPCC Processes and Procedures. Acedido a 30 de março, 2015, de: https://www.ipcc.ch/organization/organization_review.shtml

Masson-Delmotte, V., Schulz, M., Abe-Ouchi, A., Beer, J., Ganopolski, A., Rouco, J. F. G., Jansen, E.,… & Timmermann, A. (2013). Information from Paleoclimate Archives. In T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, & P.M. Midgley (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 383- 464). Cambridge & New York: Cambridge University Press. Acedido de: https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter05_FINAL.pdf

Miranda, J. M. (2010a). Cap 1 – Conceitos Fundamentais. In J. M. Miranda, Terra, Ambiente e Clima: Introdução à Ciência do Sistema Terrestre (pp. 6-27). Documento não publicado, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia, Lisboa. Acedido de: http://194.117.7.100/tac/TAC_2010.pdf

Miranda, J. M. (2010b). Cap 9 – Forçamento e Retroacção. In J. M. Miranda, Terra, Ambiente e Clima: Introdução à Ciência do Sistema Terrestre (pp. 107-121). Documento não publicado, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia, Lisboa. Acedido de: http://194.117.7.100/tac/TAC_2010.pdf

NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration (2015). Greenhouse gas benchmark reached. Acedido de: http://research.noaa.gov/News/NewsArchive/LatestNews/TabId/684/ArtMID/1768/ArticleID/11153/Greenhouse-gas-benchmark-reached-.aspx

Pacheco, J. (1999). A formação dos jazigos de petróleo e a sua pesquisa. O caso português. GeoFórum 1999/2000. Acedido de: http://www.dct.uminho.pt/geoforum/resumo_pacheco.html

Santos, F. D. (2007). A Física das Alterações Climáticas. Gazeta de Física, 30(1), pp. 48-57. Acedido de: http://nautilus.fis.uc.pt/gazeta/revistas/30_1/vol30_fasc1_Art06.pdf

WMO – World Meteorological Organization (S.d.a). Significant Natural Climate Fluctuations. Acedido a 30 de março, 2015, de: http://www.wmo.int/pages/themes/climate/significant_natural_climate_fluctuations.php

22

WMO – World Meteorological Organization (S.d.b). Statistical depictions of climate. Acedido a 30 de março, 2015, de: https://www.wmo.int/pages/themes/climate/statistical_depictions_of_climate.php

23

Anexo 1 – Cenários e projeções climáticas

Atualmente, já não se equaciona parar as alterações climáticas, mas sim abrandá-

las ou reduzir os seus impactes. Para tal, é necessário mitigar as causas das alterações

climáticas, ou seja, reduzir de forma substancial e sustentável as emissões para a

atmosfera de gases com efeito de estufa (GEE). Adicionalmente, é ainda indispensável

adaptar os sistemas, naturais e humanos, aos impactes das alterações climáticas.

Contudo, as propostas para lidar com as alterações climáticas acarretam,

frequentemente, elevados custos e diversos impactes, a todos os níveis (ambiental,

social, económico, tecnológico, demográfico, etc.). As implicações das alterações

climáticas dependerão não só da resposta do sistema climático aos forçamentos do

clima20, mas também das intervenções humanas em termos de mudanças

tecnológicas, económicas, de estilos de vida e de políticas. Existem, portanto, imensas

incertezas no futuro relativamente aos forçamentos do clima, bem como nas respostas

às alterações climáticas, o que torna necessária a utilização de cenários para o futuro,

para explorar as potenciais consequências de diferentes opções de resposta. Assim, ao

longo das suas várias avaliações, o Intergovernmental Panel On Climate Change21

(IPCC) tem trabalhado com vários cenários climáticos, isto é, representações plausíveis

e simplificadas de climas expectáveis no futuro, construídas para estudar as potenciais

consequências das alterações climáticas e desenvolver modelos de impactes. Estes

cenários não constituem previsões, mas são essenciais para se obter uma ideia das

implicações de determinados desenvolvimentos (económicos, tecnológicos, etc.) e de

exemplos de ações (de adaptação ou de mitigação). As projeções climáticas são a

matéria-prima da construção destes cenários. Por sua vez, na base de projeções

climáticas que o IPCC vem fazendo desde 1990 estão os cenários de emissão,

representações plausíveis de futuras emissões de substâncias que afetam o efeito de

estufa (por exemplo, gases com efeito de estufa e aerossóis).

20 Relembramos que forçamentos do clima são fatores, externos ao clima, que induzem mudanças no sistema climático. Um exemplo de forçamento do clima natural é a variação da radiação do Sol que incide na Terra. Um exemplo de forçamento do clima antropogénico é a queima massiva de combustíveis fósseis, que liberta grandes quantidades de gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono, para a atmosfera. 21 Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas.

24

Na quinta avaliação do IPCC (2014) foram traçados novos cenários de emissões e

traduzidos para cenários de concentrações, aos quais se atribuiu a denominação de

Representative Concentration Pathways (RCP) – trajetórias de concentrações

representativas. Estes RCP incluem séries, ao longo do tempo, de emissões e de

concentrações atmosféricas de toda a gama de GEE, aerossóis e gases quimicamente

ativos, assim como a utilização e cobertura de solos. As trajetórias de concentração

representativa referem-se normalmente a uma trajetória de concentração que se

estende até 2100, isto é, até ao final do século XXI. Globalmente, construíram-se

quatro cenários de trajetórias de concentrações representativas.

RCP2.6 é o cenário que prevê as emissões mais reduzidas de GEE em contexto de

forte mitigação. É uma trajetória com uma concentração atmosférica de

aproximadamente 430 ppm a 480 ppm de equivalentes de dióxido de carbono (CO2-

eq)22, até 2100. Neste cenário, estima-se uma subida da temperatura média global de

um máximo de 2°C para o final do século XXI (2081-2100), relativamente à

temperatura média global de 1850-1900 (período do final da revolução industrial e

primeiros registos mundiais estruturados de temperaturas médias globais), e de 0,3°C

a 1,7°C em relação ao período 1986-2005. Porém, este cenário implica uma redução de

40% a 70% das emissões antropogénicas globais de GEE até 2050, em relação a 2010, e

uma emissão quase nula em 2100.

RCP4.5 e RCP6.0 são cenários intermédios de emissões de GEE. São duas

trajetórias intermédias nas quais as concentrações atmosféricas de GEE se situam,

aproximadamente, entre 580-720 ppm CO2-eq e 720-1000 ppm CO2-eq. Estes cenários

preveem subidas da temperatura média global superiores a 2°C (elevada

probabilidade) para o final do século XXI, relativamente às temperaturas que se

registavam no período 1850-1900. Em comparação com os registos de 1986-2005,

estima-se uma subida da temperatura média global, até ao final do século XXI, de

aproximadamente 1,1°C a 2,6°C, no RCP4.5, e de cerca de 1,4°C a 3,1°C, no RCP6.0.

22 A concentração de equivalente de dióxido de carbono (CO2-eq) é uma medida para comparar forçamentos do clima de uma mistura de diferentes agentes, num determinado período de tempo. Corresponde à concentração de dióxido de carbono (CO2) que causaria o mesmo forçamento que uma dada mistura de agentes com efeito de estufa. Essa mistura pode incluir CO2, outros gases com efeito de estufa (por exemplo, metano e óxido nitroso), aerossóis e mudanças superficiais no albedo. Pode ser expressa em toneladas (t), partes por milhão (ppm) ou partes por bilião (ppb) e o equivalente de CO2 é normalmente representado pelo símbolo “CO2-eq” (Allwood et al., p. 1257).

25

RCP8.5 é o cenário mais pessimista, prevendo uma trajetória na qual os valores de

concentrações atmosféricas de GEE são superiores a 1000 ppm CO2-eq, e uma subida

da temperatura média global, até ao final do século XXI, de cerca de 2,6°C a 4,8°C,

relativamente à temperatura média global dos registos de 1986-2005. Os riscos

associados a este cenário incluem extinção substancial de espécies, insegurança

alimentar regional e global, restrições massivas em atividades humanas e potencial

limitado de adaptação em alguns casos (com elevada confiança).

Sem esforços adicionais de mitigação, para além daqueles em curso, é esperado

que persista o crescimento das emissões globais de GEE, impulsionado pelo

crescimento da população mundial e das atividades económicas. Perante este cenário,

compromissos internacionais estão a ser assumidos, como é o exemplo da cimeira do

G723, decorrida a 8 e 9 de junho de 2015 em Elmau (Alemanha), na qual os países

intervenientes se pronunciaram a favor da redução das emissões de GEE, entre 40% e

70% até 2050 em relação a 2010, a nível mundial (Lusa, 2015).

Uma das novidades dos RCPs é, na verdade, a inclusão de um cenário de mitigação

forte e rigorosa, o RCP2.6, que não tinha equivalente em avaliações anteriores do IPCC.

Efetivamente, estes cenários assentam numa combinação de medidas de adaptação e

de mitigação. Todavia, nos vários cenários, ações de mitigação que começam

atualmente, só começam a produzir efeitos discerníveis nas alterações climáticas, a

partir de meados do século XXI (IPCC, 2014), designadamente, na subida da

temperatura média global à superfície terrestre e do nível do mar, como ilustrado nos

gráficos da figura que se segue.

23 Alemanha, Canadá, Estados Unidos da América, França, Itália, Japão e Reino Unido.

26

Figura 10 – Subida da temperatura média global à superfície terrestre (a) e subida do nível médio global

do mar (b), entre 2006 e 2100, para os quatro cenários de trajetórias de concentração representativa

(RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 e RCP8.5). Todas as mudanças são medidas em relação à média do período

1986-2005. As projeções de séries temporais e de medidas de incerteza (áreas sombreadas) são

destacadas para o cenário de menores emissões, o RCP2.6 (azul), e para o cenário de maiores emissões,

o RCP8.5 (vermelho). As barras coloridas laterais representam estimativas de médias e das

correspondentes e incertezas para o período de 2081-2100 para os 4 cenários (IPCC, 2014, p. 11).

Da análise destes gráficos se depreende, também, que a curto prazo,

particularmente no período de 2016-2035, a subida da temperatura média global à

superfície terrestre é similar para os quatro cenários de RCP situando-se, muito

provavelmente, entre os 0,3°C e os 0,7°C24. Só em meados do século XXI é que a

magnitude das alterações climáticas projetadas será substancialmente afetada pela

escolha de cenário de emissão que acompanha as medidas de mitigação a tomar.

24 Previsões que descartam a ocorrência de fenómenos extraordinários como grandes erupções vulcânicas ou outras mudanças em fontes naturais de GEE (por exemplo, metano e óxido nitroso). Descartam, ainda, a ocorrência de mudanças imprevistas na radiação solar total.

27

Considerando este contexto, mesmo com cenários que preveem fortes ações de

mitigação, continua a ser muito provável que (1) ondas de calor venham a ocorrer de

forma mais frequente e duradoura, (2) eventos de precipitação extrema se tornem

mais intensos e frequentes em muitas regiões, (3) o oceano continue a aquecer e

acidificar, bem como o seu nível a aumentar. A questão situa-se, atualmente, em

abrandar as emissões de GEE por meio de uma mitigação generalizada, rigorosa e

concertada, de modo a permitir o tempo suficiente para que os sistemas naturais e

humanos se adaptem aos cenários climáticos do futuro.

Reduções substanciais das emissões de GEE, durante as próximas décadas,

melhoram as possibilidades de uma adaptação eficaz dos sistemas naturais e humanos

e reduzem os custos e desafios da mitigação a longo prazo, contribuindo para

caminhos resilientes de desenvolvimento sustentável.

Referências bibliográficas

IPCC – Intergovernmental Panel On Climate Change (2014). Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Geneva: IPCC. Acedido de: https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/AR5_SYR_FINAL_SPM.pdf

Lusa (2015, 8 de junho). G7 defende "diminuição importante" de emissões de gases com efeito de estufa. Sapo notícias. Acedido de: http://www.sapo.pt/noticias/g7-defende-diminuicao-importante-de-emissoes-_5575c17afce5dc0b22a98d03

28

Anexo 2 – Características da energia radiante

A compreensão do funcionamento do sistema climático, dado este ser acionado

pela energia radiante proveniente do Sol, requer a compreensão de alguns conceitos

da Física.

A energia radiante tem natureza eletromagnética (Andrade, 2011), isto é, propaga-

-se sob a forma de uma onda com uma determinada frequência, comprimento,

velocidade, etc.. A energia radiante não necessita do suporte de um meio, como a

água ou o ar, para se propagar (Andrade, 2011). Por esse motivo, a energia emitida

pelo Sol pode propagar-se no vácuo do espaço e atingir a Terra.

Conforme as suas propriedades, a radiação eletromagnética pode agrupar-se em

certas classes, como evidencia a figura 11, que representa o espectro de radiação

eletromagnética.

Figura 11 – Representação do espectro eletromagnético e comparação do comprimento de onda,

frequência e energia de diferentes radiações (adaptado da figura em

http://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/emspectrum1.html); “raios UV” refere-se a radiação

ultravioleta e “raios IV” refere-se a radiação infravermelha.

A energia radiante emitida pelo Sol não abrange todas as zonas do espectro

eletromagnético. Esta varia entre a zona ultravioleta (UV) e a zona infravermelha (IV),

sendo que aproximadamente 50% da energia solar é emitida na parte visível do

29

espectro. A radiação visível praticamente não é absorvida pela atmosfera; contudo, as

radiações UV e IV são parcialmente absorvidas, respetivamente, pelo ozono (O3) e por

gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono (CO2) (Andrade, 2011; Cubasch

et al., 2013). A energia absorvida é convertida noutra forma de energia, pelo que

aumenta a energia interna desses gases, logo, aumenta a sua temperatura (Andrade,

2011).

Referências bibliográficas

Andrade, J. A. (2011). Energia no Sistema Climático (Apontamentos para aulas de Microclimatologia dos Habitats). Documento não publicado, Departamento de Geociências da Universidade de Évora, Évora. Acedido de: http://dspace.uevora.pt/rdpc/bitstream/10174/8382/1/Energia%20no%20Sistema%20Clim%C3%A1tico.pdf

Cubasch, U., Wuebbles, D., Chen, D., Facchini, M. C., Frame, D., Mahowald, N. & Winther, J.-G. (2013). Introduction. In T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, & P. M. Midgley (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 119-158). Cambridge & New York: Cambridge University Press. Acedido de: https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter01_FINAL.pdf

30

Anexo 3 – Alterações climáticas ao longo da história da Terra

Um dos argumentos apresentados pelos céticos das alterações climáticas é o de

que o nosso planeta já teve climas bem mais quentes, assim como climas bem mais

frios, ao longo da história da Terra, ou seja, uma vez que se identificaram vários

processos de alterações climáticas no passado, não existe responsabilidade humana no

processo em curso nos nossos dias. Efetivamente, várias mudanças climáticas

ocorreram na história da Terra, existindo, inclusive, uma área científica dedicada ao

estudo da evolução do clima no passado, a Paleoclimatologia.

O estudo do clima no passado geológico cobre centenas de milhões de anos (M.a.)

e pode contribuir para a compreensão dos mecanismos físicos que alteram o clima na

atualidade. Desta forma, temos condições para distinguir a variabilidade climática

natural da variabilidade climática de responsabilidade antropogénica. Por exemplo, os

paleoclimatólogos já estabeleceram que o Período Terciário25 (65 M.a. a 2,6 M.a.) foi

geralmente mais quente que o atual. Adicionalmente, consideram que o Período

Quaternário (desde 2,6 M.a. até os dias de hoje) se caracteriza por oscilações entre

condições glaciares e interglaciares (IPCC, 2007). Para chegar a estas conclusões, dado

que o uso de instrumentos de medição apenas se iniciou muito recentemente na

história do nosso planeta, foram analisados indicadores climáticos, ou climate proxies,

tal como anéis de árvores centenárias, restos de animais e plantas ou sedimentos

oceânicos. Assim, um indicador climático é um registo local (por exemplo, a espessura

e propriedades químicas dos anéis de crescimento de uma árvore), que é interpretado

como uma variável climática (por exemplo, temperatura ou precipitação) (IPCC, 2007;

Miranda, 2010).

Estudos paleoclimáticos indicam que as concentrações atmosféricas atuais em

dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) excedem o conjunto de

concentrações registadas em tarolos de gelo, durante os períodos quentes

25 De acordo com a versão de 2013 da Tabela Cronoestratigráfica International ou International Commission on Stratigraphy (IUGS), o Período Terciário foi eliminado, tendo sido substituído por dois períodos com as designações Paleogénico (de 66 M.a. a 23,03 M.a.) e Neogénico (de 23,03 M.a. a 2,588 M.a.). Assim, de acordo com as idades daqueles dois períodos, o Período Quaternário ter-se-á iniciado há 2,588 M.a. e dura até à atualidade.

31

interglaciares dos últimos 800 mil anos (ver tabela 1), e aumentaram a um ritmo

excecionalmente rápido (Masson-Delmotte et al., 2013).

Tabela 1 – Comparação das concentrações atmosféricas atuais de CO2, CH4 e N2O com os seus valores mínimos e máximos nos períodos interglaciares dos últimos 800 mil anos (dados de Masson-Delmotte et al., 2013).

concentração de CO2 concentração de CH4 concentração de N2O mín. em 800 mil

anos

máx. em 800 mil

anos

atual (2011)

mín. em 800 mil

anos

máx. em 800 mil

anos

atual (2011)

mín. em 800 mil

anos

máx. em 800 mil

anos

atual (2011)

180 ppm

300 ppm

390,5 ppm

350 ppb

800 ppb

1803 ppb

200 ppb

300 ppb

324 ppm

Registos instrumentais da temperatura existem, com uma cobertura geográfica

aceitável, desde o século passado. A compilação de dados de indicadores climáticos

permitiu reconstruir temperaturas anteriores a esse período, apontando para

temperaturas quentes durante os tempos medievais, arrefecimento nos séculos XVII,

XVIII e XIX, e posterior aquecimento acentuado durante os séculos XX e XI.

Adicionalmente, as temperaturas médias globais atuais são superiores ao determinado

para os últimos cinco séculos. Contudo, no passado geológico mais longínquo,

registaram-se vários períodos nos quais a temperatura média global foi

significativamente superior aos valores pré-industriais, logo, anteriores à emissão de

GEE de origem antropogénica. Por exemplo, no Pliocénico médio (de 3,3 M.a. a 3,0

M.a.), a temperatura média global foi superior, entre 1,9°C a 3,6°C, e caracterizou-se

por concentrações atmosféricas de CO2 elevadas, entre 350 ppm e 450 ppm (Masson-

Delmotte et al., 2013; IPCC, 2007).

Deste modo, apesar das alterações climáticas ocorrerem recorrentemente ao

longo da história da Terra, o ritmo acentuado a que estão a decorrer nos nossos dias é

muito superior e pouco usual ao verificado no passado. Além disso, as alterações

climáticas do passado geológico tiveram causas naturais, enquanto o aquecimento

verificado nos últimos 50 anos é atribuído às atividades humanas (IPCC, 2007).

32

Referências bibliográficas

IPCC – Intergovernmental Panel On Climate Change (2007). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge & New York: Cambridge University Press. Acedido de: http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4_wg1_full_report.pdf

Masson-Delmotte, V., Schulz, M., Abe-Ouchi, A., Beer, J., Ganopolski, A., Rouco, J. F. G., Jansen, E.,… & Timmermann, A. (2013). Information from Paleoclimate Archives. In T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, & P.M. Midgley (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 383- 464). Cambridge & New York: Cambridge University Press. Acedido de: https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter05_FINAL.pdf

Miranda, J. M. (2010). Cap 1 – Conceitos Fundamentais. In J. M. Miranda, Terra, Ambiente e Clima: Introdução à Ciência do Sistema Terrestre (pp. 6-27). Documento não publicado, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia, Lisboa. Acedido de: http://194.117.7.100/tac/TAC_2010.pdf