A atmosfera – a fina camada de gases que envolve o planeta Terra – é constituída principalmente por Nitrogênio (N2) e Oxigênio (O2) que, juntos, compõem cerca de 99% da atmosfera. Alguns outros gases encontram-se presentes em pequenas quantidades, incluindo os conhecidos como “gases de efeito estufa”. Tais gases, contudo, são essenciais para a manutenção da estabilidade do clima e dos ecossistemas terrestres. Dentre estes, estão o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso (N2O) e também o vapor d’água (H2O). Esses gases são denominados gases de efeito estufa por terem a capacidade de reter o calor na atmosfera, do mesmo modo que o revestimento de vidro de uma estufa para o cultivo de plantas o faz. O vapor d’água e o dióxido de carbono têm a propriedade de permitir que as ondas eletromagnéticas que chegam do Sol atravessem a atmosfera e aqueçam a superfície terrestre. Contudo, esta mesma camada dificulta a saída de calor (radiação infravermelha) emitida pela Terra impedindo que ocorra uma perda demasiada de calor irradiado para o espaço. Isso mantém a Terra aquecida. O efeito estufa é um fenômeno natural que acontece há milhões de anos e é necessário, pois sem ele a temperatura média da Terra seria 33ºC mais baixa e a vida no planeta, tal como a conhecemos, não seria possível.
Quando falamos em mudança climática e em aquecimento global, estamos nos referindo ao incremento, além do nível normal, da capacidade da atmosfera em reter calor. Isso vem acontecendo devido a um progressivo aumento na concentração dos gases de efeito estufa na atmosfera nos últimos 150 anos. Tal aumento tem sido provocado pelas atividades do homem que produzem emissões excessivas de poluentes para a atmosfera. Esse aumento no efeito estufa poderá ter consequências sérias para a vida na Terra no futuro próximo, como veremos adiante.
Entre os gases do efeito estufa que estão aumentando de concentração, o dióxido de carbono (CO2), o metano e o óxido nitroso são os mais importantes.
Devido à quantidade com que é emitido, o CO2 é o gás que tem maior contribuição para o aquecimento global. Em 2004, o CO2 representou 77% das emissões antropogênicas globais de gases de efeito estufa.(1) O tempo de permanência deste gás na atmosfera é, no mínimo, de cem anos. Isto significa que as emissões de hoje têm efeitos de longa duração, podendo resultar em impactos no regime climático ao longo de vários séculos.
A quantidade de metano emitida para a atmosfera é bem menor, mas seu “poder estufa” (potencial de aquecimento) é vinte vezes superior ao do CO2. No caso do óxido nitroso e dos clorofluorocarbonos, suas concentrações na atmosfera são ainda menores. No entanto, o “poder estufa” desses gases é 310 e até 7.100 vezes maior do que aquele do CO2, respectivamente. Como visto acima, todos os gases de efeito estufa são importantes no processo de aquecimento da terra, mas nesta cartilha a ênfase será dada ao CO2, por ser este o gás emitido em maior quantidade para a atmosfera.
O carbono é um elemento básico na composição dos organismos, tornando-o indispensável para a vida no planeta. Este elemento é estocado na atmosfera, nos oceanos, solos, rochas sedimentares e está presente nos combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral e gás natural). Contudo, o carbono não fica fixo em nenhum desses estoques. Existe uma série de interações por meio das quais ocorre a transferência de carbono de um estoque para outro (fluxos), como mostra a figura abaixo. Muitos organismos nos ecossistemas terrestres e nos oceanos, como as plantas, absorvem o carbono encontrado na atmosfera na forma de dióxido de carbono (CO2). Esta absorção se dá através do processo de fotossíntese. Por outro lado, os vários organismos, tanto plantas como animais, emitem carbono para a atmosfera mediante o processo de respiração. Existe ainda o intercâmbio de carbono entre os oceanos e a atmosfera por meio da difusão. A liberação de carbono via queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso da terra (desmatamentos e queimadas, principalmente) impostas pelo homem alteram os fluxos naturais entre os estoques de carbono e tem um papel fundamental na mudança do clima do planeta. As emissões anuais de carbono pela queima de combustíveis fósseis e mudanças de uso do solo foi de aproximadamente 9,9 bilhões de toneladas em 2008(2). Lembrando que 1 tonelada de carbono é igual a 3,67 toneladas de CO2.
Na figura acima que mostra o ciclo de carbono global, está representado em preto o seu fluxo “natural” para o período pré-industrial (em bilhões de toneladas anuais de carbono) e, em cinza, os fluxos provocados por intervenção humana.
Várias fontes antropogênicas contribuem para as emissões de gases de efeito estufa. As duas fontes principais são a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento de regiões tropicais como a Amazônia. A queima de combustíveis fósseis (gás natural, carvão mineral e, especialmente, petróleo) ocorre principalmente pelo setor de produção de energia (termelétricas), industrial e de transporte (automóveis, ônibus, aviões, etc.). Além disso, os reservatórios naturais de carbono e os sumidouros (ecossistemas com a capacidade de absorver CO2) também estão sendo afetados por ações antrópicas. No caso das florestas, as quais representam um importante estoque natural de carbono, o desmatamento e as queimadas estão contribuindo para o efeito estufa, uma vez que liberam o carbono armazenado na biomassa florestal para a atmosfera na forma de CO2.
A concentração de CO2 na atmosfera começou a aumentar no final do século XVIII, quando se iniciou a revolução industrial, a qual demandou a utilização de grandes quantidades de carvão mineral e petróleo como fontes de energia. Desde então, a concentração atmosférica de CO2 passou de 280 ppm (partes por milhão) no ano de 1750(1) para 389,6 ppm em 2010,(3) representando um incremento de aproximadamente 39% (veja os gráficos abaixo)
Este acréscimo na concentração de CO2 implica no aumento da capacidade da atmosfera em reter calor e, consequentemente, no aumento da temperatura do planeta.
As emissões de CO2 continuam a crescer e sua concentração na atmosfera até 2100 pode alcançar valores de 540 a 970 ppm, isto é, 90 a 250% acima do nível de 1750.(4) A concentração de CO2 deve ser mantida abaixo de 400 ppm para que o aumento da temperatura global não ultrapasse os 2ºC(1, 5) (em relação aos níveis do período pré-industrial) evitando, assim, uma interferência perigosa no clima. Esta previsão de 540 a 970 ppm representa um cenário futuro muito preocupante para todos os seres vivos que habitam o planeta.
Entre as fontes de outros gases de efeito estufa podemos citar os fertilizantes utilizados na agricultura que liberam óxido nitroso (N2O), a produção e transporte de gás e petróleo, arrozais e os processos digestivos de ruminantes que emitem metano (CH4) e os condicionadores de ar e refrigeradores que emitem os clorofluorcarbonos (CFCs).
Sim, pois já se observa o aumento de temperatura do planeta. Os anos de 1995 a 2006 ficaram entre os 12 anos mais quentes já registrados desde 1850. No século XXI (2001-2005), a temperatura aumentou em média 0.7ºC em relação a 1850-1899. Este aumento de 0.7 graus centígrados que já ocorreu pode parecer pouco, mas estão sendo observados efeitos importantes causados por ele, tais como derretimento de geleiras, aumento no nível do mar, alterações em alguns ciclos de plantas e animais, entre muitos outros. Não só houve o aumento da temperatura média global do ar, como também dos oceanos – o que tem nos últimos anos contribuído para a elevação do nível do mar. O nível do mar subiu a uma taxa média de 1,8 mm por ano, no período de 1961 a 2003. Esta taxa, ao longo do período de 1993 a 2003, subiu para cerca de 3,1 mm por ano, com a perda da cobertura de gelo da Groenlândia e da Antártica (dados da NASA mostram que a Groenlândia perdeu 150-250 km cúbicos de gelo por ano de 2002 a 2006, enquanto a Antártica perdeu 152 km cúbicos de gelo de 2002 a 2005).(3,6) Estes aumentos não foram homogêneos para toda a superfície do globo.
Outros agentes no clima também são importantes. As partículas de aerossóis, que são minúsculos “grãos” que ficam em suspensão na atmosfera, regulam de modo importante o balanço de radiação solar e têm um papel chave nos mecanismos de formação de nuvens. Com as mudanças de uso do solo, quando se derruba uma floresta e esta é substituída por uma área de pastagem, por exemplo, ocorre uma forte alteração do chamado “albedo de superfície”, que é a taxa de radiação refletida de volta ao espaço pela cobertura vegetal. As evidências obtidas por meio de observações mostram que muitos sistemas naturais estão sendo afetados pelas mudanças climáticas, principalmente pelo aumento de temperatura. A alteração do equilíbrio climático é causada por mudanças na concentração atmosférica de gases de efeito estufa, aerossóis, radiação solar e nas características da superfície terrestre. Apesar de o clima variar naturalmente, resultados de pesquisas constataram que o aumento substancial nas concentrações globais de dióxido de carbono, metano e óxido nitroso deve-se, desde 1750, às atividades humanas (emissões devido ao uso de combustíveis fósseis e mudanças de uso da terra).
Como resultado do aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera, a temperatura média global que já aumentou 0.7 graus centígrados nos últimos 100 anos, deverá aumentar entre 1,4 e 5,8°C(6) ao longo deste século (tomando como base o ano de 1990). Apesar da faixa de aumento ser grande, o valor mais provável é um aquecimento médio entre 2 a 4 graus centígrados.
Este aumento de temperatura não será homogêneo, com algumas regiões aquecendo mais do que outras. Em particular, as regiões polares (Ártico e a Antártica) e as regiões tropicais serão afetadas mais fortemente.
A temperatura nas regiões tropicais pode aumentar em torno de 2 a 6ºC até o final deste século.(7) Especificamente na Amazônia, a temperatura poderá sofrer um aumento médio de 1,8 a 7,5°C(8) até 2080, o que traria graves consequências para os seus ecossistemas, com perda de habitat e extinção de espécies.
Além do aumento da temperatura no planeta, veja abaixo alguns dos impactos previstos como consequência das mudanças climáticas:
Aumento na frequência da ocorrência de eventos climáticos extremos: deverá ocorrer um aumento na frequência e intensidade de eventos climáticos extremos, tais como enchentes, tempestades, furacões e secas. Ainda, o El Niño, um evento climático que ocorre regularmente a cada 5 a 7 anos, poderá se tornar mais intenso e frequente, provocando secas severas no norte e nordeste e chuvas torrenciais no sudeste do Brasil.
Elevação do nível do mar: o nível do mar deverá subir em média entre 18 e 59 cm até o final do século XXI,(6) o que implicaria no desaparecimento de muitas ilhas (em alguns casos países inteiros), com danos fortes em várias áreas costeiras, além de causar enchentes e erosão.
Uma elevação de 50 cm no nível do oceano Atlântico poderia, por exemplo, consumir 100 m em algumas praias no Norte e Nordeste do Brasil.(9)
Perda de cobertura de gelo: o Ártico já perdeu cerca de 7% de sua superfície de gelo desde 1900, sendo que na primavera esta redução chega a 15% de sua área.
Nos próximos anos, poderá haver uma diminuição ainda maior na cobertura de gelo da Terra tanto no Ártico, quanto na Antártica. Algumas projeções indicam ainda o desaparecimento quase total do gelo marinho ártico do final do verão, em meados do século XXI. Os processos de derretimento deste gelo são lentos. A eliminação completa da cobertura de gelo da Groenlândia, por exemplo, contribuiria para um aumento de cerca de 7 metros do nível do mar,(7) embora possa demorar vários séculos para que este derretimento venha a ocorrer.
Alterações na disponibilidade de recursos hídricos: ocorrerão mudanças no regime das chuvas, onde áreas áridas poderão se tornar ainda mais secas. Na Amazônia, as chuvas poderão diminuir em 20% até o final deste século.(10) Poderá ocorrer também o avanço de água salgada nas áreas de foz de rios, além de escassez de água potável em regiões críticas, que já enfrentam stress hídrico. As previsões ainda alertam sobre os riscos de diminuição dos estoques de água armazenados nas geleiras e na cobertura de neve, ao longo deste século.
As áreas, como os Andes e o Himalaia, que dependem do derretimento de neve armazenada no inverno, podem sofrer impactos significativos na disponibilidade de água.
Mudanças nos ecossistemas: as alterações climáticas previstas certamente afetarão os ecossistemas e poderão colocar em risco a sobrevivência de várias espécies do nosso planeta. Como consequência do aquecimento global, a biodiversidade de vários ecossistemas deverá diminuir e mudanças na distribuição e no regime de reprodução de diversas espécies ocorrerão. A antecipação ou retardamento do início do período de migração de pássaros e insetos e dos ciclos reprodutivos de sapos, a floração precoce de algumas plantas, a redução na produção de flores e frutos de algumas espécies da Amazônia, a redução da distribuição geográfica de recifes de corais e mangues, o aumento na população de vetores como malária ou dengue e a extinção de espécies endêmicas são alguns exemplos dos impactos da mudança climática global sobre a biodiversidade do planeta.(11)
Desertificação: a desertificação é principalmente causada pelas atividades humanas e alterações climáticas.
Estima-se que cerca de 135 milhões de pessoas estão sob o risco de perder suas terras por desertificação. Segundo a Convenção das Nações Unidas para o Combate à Desertificação, a África poderá perder cerca de 2/3 de suas terras produtivas até 2025, enquanto a Ásia e a América do Sul poderão perder 1/3 e 1/5, respectivamente. Áreas inteiras podem se tornar inabitáveis, como consequência dos crescentes efeitos do aquecimento global, da agricultura predatória, queimadas, mananciais sobrecarregados e explosões demográficas.(10)
Interferências na agricultura: nas regiões subtropicais e tropicais, mudanças nas condições climáticas e no regime de chuvas poderão modificar significativamente a vocação agrícola de uma região; na medida em que a temperatura mudar, algumas culturas e zonas agrícolas terão que migrar para regiões com clima mais temperado, ou com maior nível de umidade no solo e taxa de precipitação. Estudos mostram que para aumentos da temperatura local média entre 1 a 3º C, prevê-se que a produtividade das culturas aumentaria levemente nas latitudes médias a altas, e diminuiria em outras regiões.
Nas regiões tropicais, há previsão de que a produtividade das culturas diminua até mesmo com aumentos leves da temperatura local (1 a 2ºC).(8) Com o aumento da vulnerabilidade da produção de alimentos às mudanças climáticas, cresce também o risco da fome atingir um número muito maior de pessoas no mundo. Isto ocorreria principalmente nos países pobres, os quais são os mais vulneráveis aos efeitos do aquecimento global e os menos preparados para enfrentar seus impactos.(11)
Impactos na saúde e bem-estar da população humana: deverá haver aumento na frequência de doenças relacionadas ao calor (por exemplo: insolação, stress térmico, etc.) e daquelas que são transmitidas por mosquitos, tais como malária e dengue. Ainda há a possibilidade de ocorrer o deslocamento da população humana em função das alterações no clima. Acredita-se que a população mais empobrecida e vulnerável dos países em desenvolvimento seria a mais afetada, uma vez que teriam recursos limitados para se adaptar às mudanças climáticas.
Alasca no verão de 1917 (à esquerda) e no verão de 2005 (à direita)
Historicamente, os países industrializados têm sido responsáveis pela maior parte das emissões globais de gases de efeito estufa. Os Estados Unidos é o país líder na emissão destes gases. Entretanto, na atualidade, vários países em desenvolvimento, entre eles China, Índia e Brasil, também se posicionam entre os grandes emissores.
Mesmo assim, numa base per capita (ou seja, calculando o total de emissões de um país dividido pelo tamanho de sua população) , os países em desenvolvimento continuam tendo emissões mais baixas do que os países industrializados.
Como pode ser observado tabela abaixo, o Brasil se apresenta como quarto maior emissor de gases de efeito estufa, segundo dados de 2005(12) que contabilizam as emissões causadas por mudanças de uso do solo tais como desmatamento. Em 2006, a China ultrapassou os EUA com a emissão de 1,66 bilhões de toneladas de carbono e se tornou o líder das emissões mundiais (20% do total) por queima de combustível fóssil.(13)
Se considerarmos os maiores emissores mundiais apresentados pelo gráfico, é interessante notar que apenas estes 20 países respondem por 77,4% das emissões globais resultantes da queima de combustível fóssil mais mudanças no uso do solo, uso do solo e florestas (baseado nas emissões registradas em 2005).
Em relação à fonte de emissão, também pode se observar um padrão global. A maior parte das emissões decorrentes da queima de combustíveis fósseis provém dos países industrializados e as decorrentes das mudanças no uso da terra dos países em desenvolvimento.
O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (mais conhecido pela sigla em inglês IPCC), é reconhecido como a maior autoridade mundial em questões climáticas. Estabelecido em 1988 pela Organização Meteorológica Mundial (WMO) e pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), o IPCC tem o objetivo de melhorar o nível de entendimento científico sobre a mudança climática e é aberto à participação de todos os países membros das Nações Unidas. Seu papel é o de analisar as informações científicas, técnicas e sócio-econômicas relevantes para o entendimento do processo de mudança climática e seus efeitos. Os estudos do IPCC subsidiam os governos e os grupos de técnicos envolvidos no debate sobre as alterações do clima e nas negociações internacionais para mitigálas.
O IPCC recomendou a criação de uma convenção internacional que tratasse das questões técnicas e políticas relacionadas ao enfrentamento dos impactos do aquecimento global e da redução das emissões de gases de efeito estufa (ver detalhes sobre esta convenção na próxima questão).
Periodicamente, o IPCC estuda, compila e publica os dados disponíveis na literatura científica, oferecendo informações sobre estimativas de aumento da temperatura e dos vários efeitos das mudanças climáticas.
Também permite ao público em geral ter acesso a estas informações cientificas através de publicações mais acessíveis. Seu processo de revisão dos dados é considerado de grande confiabilidade e é feito de forma transparente e com a participação de cientistas e especialistas do mundo inteiro.
Em 2007, no seu quarto relatório, o IPCC mostrou que, considerando o período de 1850 a 2005, os 12 últimos anos foram os que bateram todos os recordes de temperatura (com exceção ao ano de 1996), sendo 1998 o líder entre os anos mais quentes, seguido de 2005 (ver gráfico abaixo).
O IPCC(6) também reconheceu oficialmente que a ação humana é a maior responsável pelo aquecimento do planeta a partir de suas emissões de dióxido de carbono (CO2) oriundas da queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso do solo, além das emissões de metano e óxido nitroso oriundas de atividades agrícolas. A concentração de dióxido de carbono na atmosfera em 2007 foi a maior registrada nos últimos 650.000 anos e o aquecimento climático representa agora uma certeza evidente a partir das observações de aumento na média global das temperaturas do ar e oceanos, derretimento de geleiras e aumento do nível do mar, entre outros efeitos claros.
A figura mostra as médias da temperatura global correspondentes desde 1850 até 2005. As curvas representam valores médios decenais, enquanto que os pontos indicam valores anuais. As áreas sombreadas são os intervalos estimados.(2)
