Læreplanen – Kunnskapsløftet 2006 (K06)

A procura energética, o consumo de energia a partir de combustíveis fósseis e as emissões de dióxido de carbono estão profundamente interligados, e não se têm verificado sinais de significativo abrandamento. O sector energético, não só ligado ao petróleo, mas também a outras formas energéticas, com a “entrada” de países com economias emergentes (casos da China e Índia), tem observado, ao longo dos anos, uma

escalada na procura. As emissões de CO2 de origem antropogénica resultam

essencialmente da combustão de petróleo, gás natural e carvão – combustíveis fósseis – e das alterações no uso dos solos, em especial a desflorestação. O aumento da procura e consequente uso de combustíveis fósseis interferem e conduzem a um aumento das emissões e da concentração atmosférica de CO2, que se tem verificado ao longo das

últimas décadas. Actualmente, é aceitável por muitos a relação entre o Aquecimento Global, intrinsecamente ligado ao aumento das concentrações de GEE, em especial o dióxido de carbono e metano (CH4), e as Alterações Climáticas, relação essa que pode

ser analisada no quarto relatório de avaliação do IPCC (IPCC, 2007).

A temática das alterações climáticas está na ordem do dia, cada vez mais pelas consequências observadas no clima, às quais os meios de comunicação social conferem uma maior importância, apesar de já no final do século XX esta temática ter sido bastante abordada.

O clima tem sofrido alterações desde o início da história deste planeta. Porém essas variações assumem-se como naturais, ou seja, não tiveram contribuição humana, pois o registo dos primeiros hominídeos data de há cerca de cinco milhões de anos atrás. Ao longo da formação da Terra, existiram eras glaciares com formação de extensas camadas de gelo nas regiões polares seguidas de eras em que essas camadas se fundiram completamente (Markgraf, 2001).

A presença de gelos permanentes no Árctico e Antárctida caracteriza o “período” interglaciar. Tem havido uma alternância entre “períodos” glaciares frios e “períodos” interglaciares relativamente quentes, com uma periodicidade da ordem de 100 000 anos. Actualmente estamos num “período” interglaciar que teve início há cerca de 12 000 anos e no qual a temperatura média global é cerca de 5 a 7 ºC mais elevada do que no último período glaciar (EPICA, 2004). Situações climáticas ocorridas desde os períodos

de formação da Terra encontram-se identificadas, podendo ocorrer alguma divergência nos intervalos de tempo estimados entre as mesmas, devido a diferentes metodologias de datação. Algumas causas naturais para estes factos, identificadas pelos chamados ciclos de Milankovitch, são, por exemplo, pequenas variações na excentricidade da

órbita da Terra em torno do Sol, o movimento de precessão4 do eixo da terra e da

variação na inclinação desse eixo relativamente à elíptica. Períodos de intensa actividade vulcânica também interferem em factores que podem conduzir a transformações no clima (Jahn, 2005). Outras causas são os ciclos Dansgaard-Oeschger (mudanças bruscas nos valores da razão dos isótopos de oxigénio, 18O e 16O) com duração relativamente curta, da ordem de 500-2000 anos, e os eventos Heinrich (mudanças bruscas do ritmo climático que surgem na parte final de prolongadas fases frias) com uma frequência menor que os ciclos de Dansgaard-Oeschger. O brusco e acentuado arrefecimento “Younger Dryas”, ocorrido há cerca de 12 700 anos, será um exemplo de um evento Heinrich. As variações orbitais expressas na teoria de Milankovitch apenas conseguem explicar os ciclos climáticos de longa duração, na ordem das dezenas de milhares de anos. Os fenómenos conjugados oceano-atmosfera como o ENSO (El Niño Southern Oscillation) e o NAO (North Atlantic Oscillation) são algumas oscilações climáticas de curta duração, de alguns anos ou decénios (Ferreira, 2002).

As causas não naturais, ou de origem antropogénica, sobrepostas às causas naturais, conduziram aos intensos estudos que se têm efectuado para se perceber as variações dos fenómenos no clima. Estes estudos só poderão ter sucesso quando se perceber a variabilidade natural do clima a todas as escalas de variabilidade climática mostradas pelos eventos do passado. Só compreendendo esses eventos poderemos antecipar as condições futuras com alguma confiança. A observação cuidada dos registos climáticos por ordem cronológica, dos mais antigos para os mais recentes, e ainda às várias escalas temporais a que o clima tem variado ao longo dos tempos, permite examinar a forma como o sistema climático respondeu no passado a variações importantes dos agentes

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Em termos gerais é um movimento comparado ao movimento de um pião quando este é lançado sobre uma mesa. Neste, além do movimento de rotação em torno do eixo, o próprio eixo de rotação não tem uma direcção fixa e descreve um cone com vértice no bico do pião. De modo análogo, o eixo de rotação da Terra não tem uma direcção fixa e descreve uma superfície cónica com vértice no centro da Terra. O eixo dessa superfície cónica é a recta unindo os pólos da eclíptica. Assim, o pólo norte celeste descreve uma trajectória circular. Trata-se de um movimento muito lento, com um período de 25.800 anos.

forçadores do clima e avaliar como é que esse mesmo sistema pode vir a responder às grandes alterações previsíveis dos agentes.

Em média, cerca de 75% das emissões antropogénicas de CO2 nos últimos 20 anos

resultaram da combustão de combustíveis fósseis. O restante teve origem principalmente nas alterações no uso dos solos, em especial a desflorestação (IPCC, 2001). Os GEE absorvem a radiação infravermelha emitida sobretudo pela superfície da Terra, como se explicará no subcapítulo seguinte. Aqueles cujas emissões

antropogénicas são significativas são: CO2, CH4, N2O, e HFCs. Destes o mais

importante é o CO2 dado que as emissões antropogénicas deste gás produzem cerca de

60% do forçamento radiativo5 médio global do conjunto das emissões antropogénicas de GEE (Santos, 2006). Todavia, os GEE desempenham um papel crucial no equilíbrio radiativo da atmosfera. A sua presença provoca um efeito de estufa natural que aumenta a temperatura média global desde -18 ºC para os actuais 15 ºC, compatível com a existência de água no estado líquido e de vida. Quando se aumenta a concentração dos GEE na troposfera, a temperatura média global tende a subir, pois a radiação infravermelha não se consegue libertar ao mesmo ritmo. Esta relação entre a concentração atmosférica de GEE e a temperatura média global da troposfera está muito bem fundamentada em leis da Física (ex.: Lei de Stefan-Boltzmann) e em características bem conhecidas da troposfera. Considere-se, então, a origem dessa relação e, para isso,

relembre-se a concentração atmosférica de CO2 de 280 ppmv (partes por milhão em

volume), valor da concentração em 1750 (IPCC, 2001). Imagine-se, então, que este valor duplicava. O perfil da temperatura na troposfera implica que quando se sobe em altitude a temperatura baixa. De acordo com as leis físicas da emissão e absorção de radiação electromagnética, a quantidade de radiação emitida por um corpo, que se comporta aproximadamente como um corpo negro (Lei de Stefan-Boltzmann), conforme é o caso da atmosfera, diminui com a sua temperatura. Logo, ao duplicar a concentração de CO2, a quantidade de radiação infravermelha emitida para o espaço

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Perturbação do balanço de energia do sistema Terra-atmosfera (em Wm-2) em seguida, por exemplo, a uma mudança da concentração de dióxido de carbono ou uma mudança da radiação do Sol; o sistema climático responde a um forçamento radiativo de modo a restabelecer o balanço de energia. Um forçamento radiativo positivo tende a aquecer a superfície e um forçamento radiativo negativo tende a esfriar a superfície. O forçamento radiativo é normalmente citado como um valor médio global e anual. Uma definição mais precisa do forçamento radiativo, utilizada nos relatórios do IPCC, é a perturbação do balanço de energia do sistema superfície-troposfera, após permitir que a estratosfera se reajuste a um estado de equilíbrio radiativo médio global (ver Capítulo 4 do IPCC (1994)).

diminui, o que altera o balanço radiativo da Terra. Ou seja, a quantidade total da radiação emitida pela Terra passaria a ser menor do que a quantidade total de radiação recebida do Sol. Para compensar este défice, a temperatura da troposfera aumenta e, consequentemente, ao encontrar-se a uma temperatura mais elevada, o CO2 emite mais

radiação infravermelha para o espaço. Este é o mecanismo essencial do aquecimento global provocado por um aumento da concentração dos GEE na atmosfera (Santos, 2007).

Salienta-se que existem cientistas (Laherrere, 2007) que defendem que o aquecimento

global não está directamente ligado ao aumento das concentrações de CO2 devido,

essencialmente, às actividades humanas, pois apresentam muitas reservas sobre quais serão as principais causas desse aumento, se as causas naturais ou as causas antropogénicas.

Todavia, os vários relatórios do IPCC (IPCC, 1990, IPCC, 1995; IPCC, 2001; IPCC, 2007) confrontam o aumento da temperatura, resultante do aumento da concentração de GEE, com as possíveis consequências para o planeta. Os efeitos resultantes serão o aumento da frequência de fenómenos climáticos extremos, especialmente secas, períodos de precipitação muito intensa e ciclones tropicais, variações regionais dos regimes de precipitação, aumento da temperatura superficial dos oceanos, subida do nível médio do mar, degelo dos glaciares e campos de gelo das montanhas e dos gelos das calotes polares. Mas, não menos importante será perceber o que estes fenómenos causarão nos paradigmas sociais e económicos.

Reduzir as emissões globais de GEE é um caminho que se torna cada vez mais imperioso. Todavia, conseguir este objectivo é extremamente árduo e depende, obviamente, de uma concertação internacional. O papel do CO2, no seio dos GEE, é,

sem dúvida, de particular importância. Diminuir a interferência antropogénica sobre o ciclo do carbono ao nível das fontes é um caminho difícil de alcançar.

Os sumidouros de CO2 adquirem, então, uma importância, que é incontornável. Por

sumidouros pode entender-se a sequestração biológica através da florestação, da reflorestação e de práticas agrícolas que favorecem a fixação do carbono, a sequestração geológica do CO2 produzido na combustão de combustíveis fósseis em centrais térmicas

(Houghton, 2007), e a sequestração oceânica através da “oceanic biological pump” (Golomb et al., 2007), tema que se desenvolverá no subcapítulo 2.5.