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Aquecimento global é o aumento da temperatura média dos oceanos e do ar perto da superfície da Terra que se tem verificado nas décadas mais recentes e que poderá a vir a continuar durante o século XXI. Segundo o Quarto Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, a temperatura na superfície terrestre aumentou 0,74 ± 0,18 °C. Seus efeitos se manifestam com maior gravidade sobre as áreas populosas do Hemisfério Norte, entre Círculo Polar Ártico e Trópico de Câncer, devido ao aumento da temperatura. O clima marítimo do Hemisfério Sul é mais estável; embora o aumento do nível médio do mar também o atinge. O clima marítimo depende da temperatura dos oceanos nos Trópicos; e este estará em equilíbrio com a velocidade de evaporação da água, com a radiação solar que atinge a Terra e o Efeito Estufa (Albedo).

Se o aumento da temperatura média se deve a causas naturais ou antropogênicas (provocadas pelo homem) ainda é objeto de algum debate entre os cientistas, embora haja meteorologistas e climatólogos tenham recentemente afirmado publicamente que consideram provado que a ação humana realmente está influenciando na ocorrência do fenômeno. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), estabelecido pelas Nações Unidas e pela Organização Meteorológica Mundial em 1988, no seu relatório mais recente diz que grande parte do aquecimento observado durante os últimos 50 anos se deve muito provavelmente a um aumento do efeito estufa, causado pelo aumento nas concentrações de gases estufa de origem antropogênica (incluindo, para além do aumento de gases estufa, outras alterações como, por exemplo, as devidas a um maior uso de águas subterrâneas e de solo para a agricultura industrial e a um maior consumo energético e poluição). A comunidade cientifica mais visível crê que este este é um fenómeno com causas antropogénicas.

História

Svante August Arrheniuspublicou kosmische Lehrbuch der Physik (Tratado da Física do Cosmos) em 1903, onde referiu pela primeira vez a possibilidade de que a queima de combustíveis fósseis poderia aumentar a temperatura média da Terra. Entre outras coisas, estimou que levaria 3000 anos de queima de combustíveis para que ocorre-sem alterações ao sistema climático global, sob o pressuposto de que os oceanos capturariam todo o CO2, sendo que actualmente sabe-se que absorveram 48% do CO2 antropogênico desde 1800. Arrhenius estimou um aumento da temperatura quando a concentração de dióxido de carbono na atmosfera duplica-se, tendo chegado a um aumento em cercade 1,6 graus Celsius sem vapor de água na atmosfera, e 2,1 ° C com presença de vapor de água, valores ainda hoje considerados aceitáveis, á luz dos conhecimentos actuais.

35 anós após a publicação da teoria de Arrhenius, o engenheiro britânico Guy S. Callendar publica, em 1938 vários estudos corrigindo as estimativas de Arrehnius. Os novos estudos mostraram que, contrariamente às estimativas anteriores, o dióxido de carbono pode realmente acumular-se na atmosfera e provocar o aquecimento. Callendar compilou registos de temperaturas desde o século XIX, que serviram de base para a sua teoria.

Callendar estimou o aumento médio da temperatura em 0,005 ° C por ano durante o período compreendido entre 1880 e 1934, tendo inclusivé calculado o aumento de CO2 antropogénico nesse periodo em 10 % desde o início do século. Este reavivar da teoria de Arrhenius e é conhecido como "Efeito Callendar."

Evidências do aquecimento global

A principal evidência do aquecimento global vem das medidas de temperatura de estações meteorológicas em todo o globo desde 1860. Os dados com a correção dos efeitos de "ilhas urbanas" mostra que o aumento médio da temperatura foi de 0.6 ± 0.2 °C durante o século XX. Os maiores aumentos foram em dois períodos: 1910 a 1945 e 1976 a 2000. De 1945 a 1976, houve um arrefecimento que fez com que temporariamente a comunidade científica suspeitasse que estava a ocorrer um arrefecimento global.

O aquecimento verificado não foi globalmente uniforme. Durante as últimas décadas, foi em geral superior entre as latitudes de 40°N e 70°N, embora em algumas áreas, como a do Oceano Atlântico Norte, tenha havido um arrefecimento. É muito provável que os continentes tenham aquecido mais do que os oceanos. Há, no entanto que referir que alguns estudos parecem indicar que a variação em irradiação solar pode ter contribuído em cerca de 45–50% para o aquecimento global ocorrido entre 1900 e 2000.

Evidências secundárias são obtidas através da observação das variações da cobertura de neve das montanhas e de áreas geladas, do aumento do nível global das mares, do aumento das precipitações, da cobertura de nuvens, do El Niño e outros eventos extremos de mau tempo durante o século XX.

Por exemplo, dados de satélite mostram uma diminuição de 10% na área que é coberta por neve desde os anos 1960. A área da cobertura de gelo no hemisfério norte na primavera e verão também diminuiu em cerca de 10% a 15% desde 1950 e houve retração os glaciais e da cobertura de neve das montanhas em regiões não polares durante todo o século XX. No entanto, a retração dos glaciais na Europa já ocorre desde a era Napoleônica e, no Hemisfério Sul, durante os últimos 35 anos, o derretimento apenas aconteceu em cerca de 2% da Antártida; nos restantes 98%, houve um esfriamento e a IPPC estima que a massa da neve deverá aumentar durante este século. Durante as décadas de 1930 e 1940, em que a temperatura de toda a região ártica era superior à de hoje, a retração dos glaciais na Groelândia era maior do que a atual. A diminuição da área dos glaciais ocorrida nos últimos 40 anos, deu-se essencialmente no Ártico, na Rússia e na América do Norte; na Eurásia (no conjunto Europa e Ásia), houve de fato um aumento da área dos glaciais, que se pensa ser devido a um aumento de precipitação.

Estudos divulgados em abril de 2004 procuraram demonstrar que a maior intensidade das tempestades estava relacionada com o aumento da temperatura da superfície da faixa tropical do Atlântico. Esses fatores teriam sido responsáveis, em grande parte, pela violenta temporada de furacões registrada nos Estados Unidos, México e países do Caribe. No entanto, enquanto, por exemplo, no período de quarto-século de 1945-1969, em que ocorreu um ligeiro aquecimento global, houve 80 furacões principais no Atlântico, no período de 1970-1994, quando o globo se submetia a uma tendência de aquecimento, houve apenas 38 furacões principais. O que indica que a atividade dos furacões não segue necessariamente as tendências médias globais da temperatura.

Alteração da temperatura troposférica

Medições efectuadas por balões meteorológicos da NOOA assim como satélites revelam tendências de aquecimento. No período entre 1958 e 2006, a temperatura média medida por balões subiu a uma taxa de cerca de 0,22° C por década, perto da superfície e 0,27 ° C por década na troposfera. Em 2006, a temperatura global média da troposfera foi de 1,01 ° C acima da média de 1971 a 2000, a terceira mais quente já registada. Para o período que começa em 1979, quando começaram as as medições por satélite das temperaturas da troposfera, os dados de satélite apresentaram taxas similares de aquecimento, variando entre 0,09 ° C por década para 0,34 ° C por década, dependendo do método de análise.

Alteração da temperatura estratosférica

As medições por satélite e balões meteorológicos demonstram que esta camada atmosférica arrefeceu, o que está em linha de conta com a destruição do ozono estratosférico observada, pois como o ozono é um gás com efeito estufa e tem um efeito de aquecimento, a sua diminuição provoca um arrefecimento. Também é provável que o aumento das concentrações de gases com efeito de estufa na troposfera possam contribuir para o arrefecimento da estratosfera, como previsto pela teoria radioactiva.

Alterações da temperatura à superfície

A determinação da temperatura global à superfície é feita a partir de dados recolhidos em terra, sobretudo em estações de medição de temperatura em cidades, e nos oceanos, recolhidos por navios. É feita uma selecção das estações a considerar, que são as que se consideram mais confiáveis, e é feita uma correcção no caso de estas se encontrarem perto de urbanizações. As tendências de todas as secções são então combinadas para se chegar a uma temperatura global.

Variação de temperatura na Terra de 1860 até 2004.

O globo é dividido em seções de 5º latitude/5º longitude e é calculada uma média pesada da temperatura mensal média das estações escolhidas em cada seção. As seções para as quais não existem dados são deixadas em branco, sem as estimar a partir das seções vizinhas, e não entram nos cálculos. A média obtida é então comparada com a referência para o período de 1961-1990, obtendo-se o valor da anomalia para cada mês. A partir desses valores é então calculada uma média pesada correspondente à anomalia anual média global para cada Hemisfério e, a partir destas, a anomalia global.

Desde janeiro de 1979, os satélites da NOAA passaram a medir a temperatura da troposfera inferior (de 1000m a 8000m de altitude) através da monitorização das emissões de microondas por parte das moléculas de oxigénio na atmosfera. O seu comprimento de onda está directamente relacionado com a temperatura (estima-se uma precisão de medida da ordem dos 0.01 °C). Estas medições indicam um aquecimento de menos de 0.1 °C, desde 1979, em vez dos 0.4 °C obtidos a partir dos dados à superfície.

É de notar que os dois conjuntos de dados não divergem na América do Norte, Europa Ocidental e Austrália, onde se pensa que os dados das estações são registrados e mantidos de um modo mais fiável. É apenas fora destas grandes áreas que os dados divergem: onde os dados de satélite mostram uma tendência de evolução quase neutra, os dados das estações à superfície mostram um aquecimento significativo (Dentro da mesma região tropical, enquanto os dados das estações na Malásia e Indonésia mostram um aquecimento, as de Darwin e da ilha de Willis, não.)

Existe controvérsia relativamente à explicação desta divergência. Enquanto alguns pensam que existem erros graves nos dados recolhidos à superfície, e no critério de selecção das estações a considerar, outros põem a hipótese de existir um processo atmosférico desconhecido que explique uma divergência em certas partes do globo entre as duas temperaturas.

Por sua vez, Bjarne Andresen, professor do Niels Bohr Institute da Universidade de Copenhaga, defende que é irrelevante considerar uma única temperatura global para um sistema tão complicado como o clima da Terra. O que é relevante é o carácter heterogéneo do clima e só faz sentido falar de uma temperatura no caso de um sistema homogéneo. Para ele, falar de uma temperatura global do planeta é tão inútil como falar no «número de telefone médio» de uma lista telefónica.

Estudos recentes apontam uma tendência de crescimento de cerca de 0,12 ° C por década desde 1958, e cerca de 0,16 ° C por década no período posterior a 1979 sendo que o hemisfério norte apresenta temperaturas mais elevadas, enquanto que nos trópicos, a temperatura aumentou cerca de 0,11 º C por década desde 1958, e cerca de 0,13 º C por década desde 1979.

Desde 1880, ano em que a instrumentação científica moderna tornou-se disponível para monitorizar as temperaturas, verifica-se uma clara tendência de aquecimento com uma breve estabilização entre os anos 1940 e 1970.

Modelos climáticos

Os modelos climáticos utilizam métodos quantitativos para simular as iterações entre a atmosfera, os oceanos, a superfície terrestre e o gelo, com base em princípios físicos e químicos bem estabelecidos. Ao longo dos tempos, os modelos foram sendo aperfeiçoados e sujeitos a testes mais completos, tendo surgido vários outros para estudar os diversos componentes das alterações climáticas. Estes modelos são categorizados de acordo com o seu propósito, existindo por exemplo, o Modelo de circulação Atmosférica Geral (AGCM), Modelos Climáticos Regionais (RCM), Modelos do sistema terrestre de complexidade intermédia (EMIC) entre outros. Na prática, usando os dados originais, os modelos recorrem à resolução de equações diferenciais complexas, e aplicações da equação de Navier-Stoakes, sendo na sua maioria escritos em FORTRAN.

Se todos os conhecimentos actuais do sistema climático foram explicitamente incluídos, o modelo seria complexo demais para rodar em qualquer computador existentes, daí, para fins práticos, são efectuadas simplificações para reduzir a complexidade e os requisitos computacionais.

Causas do aquecimento global

Ver artigo principal: Causas do aquecimento global

Durante décadas, os cientistas tentaram decifrar as causas para as variações climáticas e o aquecimento global que se vem verificando, tendo identificado vários factores que influenciam estas alterações como as variações solares, as erupções vulcânicas ou variações na órbita terrestre. Contudo, os mais recentes estudos apontam para causas antropogénicas, em especial para o aumento dos gases com efeito de estufa verificado no último século.

Gases com efeito de estufa

Os gases efeito de estufa (GEE) ou gases de estufa são substâncias gasosas que absorvem parte da radiação infra-vermelha, emitida principalmente pela superfície terrestre, dificultando seu escape para o espaço. Isso impede que ocorra uma perda excessiva de calor para o espaço, mantendo a Terra aquecida. O efeito de estufa é um fenómeno natural que acontece desde a formação da Terra e é necessário para a manutenção da vida no planeta, pois sem ele a temperatura média da Terra seria 33 °C mais baixa impossibilitando a vida no planeta,tal como conhecemos hoje. O aumento dos gases estufa na atmosfera têm potencializado esse fenómeno natural, causando um aumento da temperatura. Nos último 100 anos, devido a um progressivo aumento na concentração dos gases com efeito de estufa, a temperatura global do planeta tem aumentado. Tal aumento tem sido provocado pelas actividades humanas que emitem grandes quantidades destes gases.

Em 2007, o Quarto Relatório de Avaliação elaborado pelo IPCC (AR4) cncluiu que "alterações nas concentrações atmosféricas de gases de efeito estufa e aerossóis, cobertura do solo e radiação solar alteram o equilíbrio energético do sistema climático", e concluiu que "os aumentos nas concentrações antropogénicas de gases com efeito de estufa são muito prováveis de causaram a maioria dos aumentos das temperaturas médias globais desde meados do século 20 ". Já no AR4," a maior parte "é definido como mais de 50%.