O aquecimento global é o aumento da temperatura média global da atmosfera e dos oceanos. Esse processo desencadeia importantes alterações em praticamente todos os sistemas e ciclos naturais da Terra. O aumento da temperatura global afeta o fluxo dos ventos, as correntes marinhas, os ciclos da água, do carbono, do nitrogênio e de outros compostos, que interferem diretamente no sistema climático, provocando as mudanças climáticas.

O sistema climático terrestre muda em resposta a variações de fatores externos, tais como alterações da radiação solar e da órbita da terra em torno do Sol; ou de fatores internos que envolvem alterações na composição química da atmosfera, tais como  erupções vulcânicas e altas concentrações de gases do efeito estufa.

O processo de aquecimento global que estamos vivenciando na atualidade é causado pela mudança da composição química da atmosfera provocada pela atividade humana. Para a maior parte da comunidade científica, com a revolução industrial, o homem alterou os modos de produção, aumentou o consumo de bens e o uso de fontes energéticas, principalmente combustíveis fósseis, lançando na atmosfera bilhões de toneladas de gases estufa.

O efeito estufa e o aquecimento global

Quando estudamos o sistema terrestre na escola, aprendemos que a atmosfera é a camada de ar que envolve a superfície da terra, e que ela é um dos elementos responsáveis pela existência de vida no planeta. Essa é uma visão correta, mas bastante simplista. Se pesquisarmos um pouco mais, vamos descobrir que a atmosfera é composta por uma camada de gases, de material particulado e de vapor dágua. Nitrogênio, oxigênio e argônio constituem os 99,93% dos gases naturais presentes na atmosfera.  Os 0,07% restantes são compostos de vapor d’água, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, ozônio e gases artificiais chamados clorofluorcarbonos, que são os que têm maior impacto sobre o efeito estufa, considerado o grande vilão das mudanças climáticas. Esses gases de efeito estufa estão naturalmente presentes na atmosfera, mas sua presença tem aumentado enormemente como resultado da ação humana, principalmente por quatro razões: a queima de combustíveis fósseis, o desmatamento florestal, a destruição de ecossistemas marinhos e o aumento de população, que consome cada vez mais recursos naturais

Entretanto, apesar de amplamente condenado, o efeito estufa é um processo natural e fundamental para manter a temperatura média da terra em condições ideais para a sobrevivência e para o desenvolvimento das espécies. Ele é responsável por reter parte do calor solar que chega ao planeta, mantendo assim a temperatura da superfície da terra adequada aos seres vivos. Sem esse efeito, a temperatura da terra seria de aproximadamente -20ºC, dificultando a vida no planeta!

A denominação de efeito estufa se deve à similaridade do fenômeno que ocorre em uma estufa de plantas, onde um vidro envolve o ambiente. Esse vidro filtra a passagem da energia solar. Parte dessa energia é refletida e outra parte é absorvida pelas plantas e pelas superfícies do ambiente. A energia absorvida se transforma e é reemitida para o ambiente com características diferentes, sendo a sua maioria em forma de calor. Esse calor não consegue mais ultrapassar a superfície do vidro, aquecendo o ambiente. É isso que acontece com a terra.

Para entender melhor esse fenômeno, dentre os gases presentes na atmosfera, alguns como o dióxido de carbono, o metano, o óxido nitroso, além de outras partículas como os aerossóis e o vapor de água, funcionam como a camada de vidro que envolve a estufa de plantas. Eles são denominados gases de efeito estufa e se concentram na camada mais externa da atmosfera, funcionando como uma capa de proteção. Por sua composição e estrutura, esses gases funcionam como um filtro que controla o fluxo de energia do sol que incide sobre a atmosfera. Apesar de deixarem passar a energia vinda do Sol (emitida em comprimentos de onda menores), são opacos à radiação terrestre, emitida em maiores comprimentos de onda. Essa diferença nos comprimentos de onda se deve às diferenças nas temperaturas do Sol e da superfície terrestre.

Normalmente as pessoas fazem uma certa confusão entre gases de efeito estufa e a camada de ozônio.  O ozônio é um dos gases que também compõe a atmosfera. Apesar de estar presente em pequenas quantidades em comparação com outros gases, cerca de 90% de suas moléculas se concentram entre 20 e 35 km de altitude, criando uma região relativamente homogênia denominada Camada de Ozônio. Essa camada é essencial à vida na terra pois o ozônio é o único gás que filtra os raios ultravioleta do tipo B (UV-B), emitidos pelo Sol e extremamente nocivos aos seres vivos.

Da energia solar que chega à atmosfera, aproximadamente 30% é refletida para o espaço. A outra parte da energia (70%) é filtrada pelos gases gases de efeito estufa, chega ao solo e aquece a superfície. As diferentes superfícies do solo terrestre (vegetação, edificações, água, pavimentos, carros, entre outros) reagem de forma variada, absorvendo ou refletindo em maior ou menor grau essa energia. Entretanto as superfícies que absorvem mais energia, devolvem uma parte dela ao ambiente em forma de calor. Esse calor, por suas características físicas (comprimento de onda maior), tem mais dificuldade de ultrapassar a camada de gases de efeito estufa para voltar ao espaço, e grande parte dele ainda permanece na atmosfera, mantendo o ambiente aquecido. Assim, a média da temperatura da superfície da terra em condições normais se mantém em aproximadamente 15ºC, possibilitando que a vida se forme e se desenvolva.

Como o aquecimento global acontece?

Na proporção certa, os gases de efeito estufa cumprem seu papel de manter a temperatura adequada à vida no planeta. O aquecimento global acontece quando há um desequilíbrio na quantidade desses gases na atmosfera. Quanto maior for a sua quantidade, mais densa será a camada de proteção que permite a entrada da energia emitida pelo sol, mas retém o calor refletido pela terra na atmosfera, aumentando assim a sua temperatura média global. Fazendo uma analogia, o aumento de gases de efeito estufa na atmosfera funciona como um cobertor que protege a terra e não deixa sair o calor que ela reflete, aumentando assim a sua temperatura média.

 

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O problema é que pequenas mudanças na temperatura média global podem causar mudanças importantes e perigosas no tempo e no clima. Para se ter uma idéia, a diferença de 1 grau Celcius pode representar a diferença entre gelo e água. Sendo assim, se essa diferença acontecer regularmente por meses em uma região que depende de um ciclo natural de acumulação de neve no inverno e de precipitação na primavera, isso pode promover uma  grande mudança na dinâmica do lugar, alterando a vida cotidiana e até mesmo as fontes de renda das pessoas.

Os cinco gases originados das atividades humanas que juntos contribuem em aproximadamente 95% para o aumento do aquecimento global  são: o dióxido de carbono, o metano, os compostos halogenados como CFCs, HCFCs, HFCs, PFCs, SF6 e NF3, o ozônio troposférico e o óxido nitroso. Eles tem tempos de permanencia na atmosfera, níveis de contribuição para o aquecimento global e fontes de emissão variadas.

O dióxido de carbono, conhecido vulgarmente como gás carbônico é responsável por 53% do nível de aquecimento global. Sua permanência na atmosfera é muito alta: 80% do dióxido de carbono emitido demora em torno de 200 anos para desaparecer, mas os outros 20% podem demorar até 30.000 anos. Naturalmente ele é produzido pela respiração, na decomposição de plantas e pelas queimadas naturais nas florestas. Entretanto, as duas principais fontes desse gás são a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento de florestas. A queima de combustíveis fósseis (gás natural, carvão mineral e principalmente de petróleo) ocorre na produção de energia, no uso industrial e nos transportes (automóveis, ônibus, caminhões, barcos e aviões, entre outros). Os oceânos e as florestas são ecossistemas naturais capazes de absorver o carbono (chamados sumidouros), porém eles também estão sendo ameaçados pela ação humana.

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O metano é o segundo principal gás de efeito estufa, pois contribui com 15% do aquecimento global. Ele permanece na atmosfera por um médio prazo (12 anos). Os pântanos e oceânos produzem naturalmente esse gás, mas o aumento significante desse gás na atmosfera se dá principalmente por processos biológicos que envolvem a decomposição anaeróbica (sem oxigênio) de organismos, a digestão animal e a queima de biomassa. Lixões, aterros sanitários, estações de tratamento de efluentes líquidos, criação de gado, arrozais e reservatórios de hidroelétricas são as fontes de metano criadas pela ação humana.

 

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Os compostos halogenados como CFCs, HCFCs, HFCs, PFCs, SF6 e NF3 são responsáveis ​​por 11% do aquecimento global. Dependendo do tipo de composto, sua duração na atmosfera varia de alguns meses a dezenas de milhares de anos. Eles são gerados como resultado da produção de produtos químicos em diversos setores, como refrigeração e ar condicionado, equipamentos elétricos e eletrônicos, medicina, metalurgia, entre outros.

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O ozono troposférico também tem um efeito de 11% no aquecimento global, mas ele permanece um curto período de tempo na atmosfera (alguns meses). Ele é produzido na reação entre os gases monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrogênio (NO₂) e VOCs (compostos orgânicos voláteis), que são emitidos durante a queima de combustíveis.

 

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O óxido nitroso contribui em 5% para a intensificação do efeito estufa e consequente aquecimento global. Além de absorver uma quantidade muito elevada de energia, mantendo o calor na atmosfera, ele também é o gás que mais causa destruição da camada de ozônio. Apesar da baixa emissão em relação a outros gases, seu efeito estufa é cerca de 300 vezes mais intenso que o do dióxido de carbono e ele tem um tempo de permanência na atmosfera muito longo (114 anos).  Ele é emitido por fontes naturais como a ação de bactérias no solo e oceanos. Porém, atualmente um terço da emissão desse gás deriva de atividades humanas, como um subproduto dos métodos de fertilização na agricultura (aproximadamente 75%), da combustão, do tratamento de esgoto e de diversos processos industriais.

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Por fim,  vapor d’água presente na atmosfera em forma de nuvens também contribui para o efeito estufa, porém sua concentração é extremamente variável e instável, pois as alterações na temperatura e na pressão do ar  atuam sobre os processos de evaporação, condensação e precipitação. Assim, apesar de seu fluxo radioativo ser duas vezes maior do que do dióxido de carbono, fica dificil fazer uma avaliação de sua contribuição para o aquecimento global.

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