A denominação efeito estufa é dada por analogia ao que ocorre nas estufas de cultivo de plantas, normalmente feitas de vidro. Fenômeno semelhante ocorre na atmosfera da Terra, que contém pequenas quantidades dos chamados gases de efeito estufa. Eles permitem que a luz do Sol passe quase livremente, mas impedem parcialmente a saída do calor formado na superfície do planeta (a radiação infravermelha térmica) e emitida pela superfície aquecida da Terra, promovendo o aquecimento da superfície e da camada inferior da atmosfera (Figura 19).
O efeito estufa ocorre porque a atmosfera tende a reter o calor próximo à superfície. A Terra recebe radiação do Sol nas bandas do ultravioleta, visível e infravermelho, absorvendo uma parte e refletindo o restante ao mesmo tempo em que emite radiação infravermelha. Os gases de efeito estufa deixam passar a radiação visível e infravermelha, mas absorvem muito eficientemente a radiação infravermelha emitida pela Terra. A maior parte dessa energia e reirradiada de volta à superfície (PEIXOTO et al., 2001).
3.2.2.1. Base física do efeito estufa
O Sol é a principal fonte de energia para a superfície da Terra. Essa energia é composta por um conjunto de radiações, denominado espectro solar. Em função da alta temperatura do Sol, cerca de 99% do espectro solar estão entre 0,10 e 4 цm, que correspondem ao ultravioleta, à radiação visível e ao infravermelho curto e médio. As
radiações com comprimento de onda abaixo de 0,32 цm são totalmente absorvidas
pelo ozônio e pelo oxigênio da alta atmosfera. A radiação visível (0,4-0,70 цm, que são as radiações fotossinteticamente ativas – RFA) praticamente não é absorvida pela atmosfera, e as radiações entre 0,7 e 4цm, que constituem a região do infravermelho
próximo e médio, sofrem pequena absorção por parte do vapor d’água e do CO2
(HAMAKAWA, 1999).
Na prática, pode-se considerar que a grande porção do espectro solar acima de
0,33 цm atinge a superfície da Terra, promovendo seu aquecimento. Como a
superfície do planeta apresenta temperatura média de 288ºK (15ºC),
aproximadamente 99% da energia por ela emitida se situam entre 4 e 100 цm. Ao
contrário do que faz com a luz do Sol, a atmosfera impede a livre passagem dessa faixa de radiação, como pode ser observado na Figura 20.
FIGURA 20 - Espectro de absorção da radiação eletromagnética pela atmosfera. Fonte: HAMAKAWA, 1999.
As radiações entre 4 e 100 цm são fortemente absorvidas pelos gases de efeito estufa e reirradiadas em todas as direções, parte delas voltando à superfície e promovendo seu aquecimento. Não fosse a presença dos gases de efeito estufa na atmosfera, a temperatura da superfície da Terra seria de aproximadamente –18ºC
(ALVES, 2001; PEIXOTO et al., 2001). Nos dias atuais o que preocupa é o aumento de sua intensidade, em conseqüência da excessiva concentração dos gases-estufa na atmosfera, provocada basicamente pelas atividades antrópicas (SOUZA, 2004).
O aumento da concentração desses gases provocaria o aumento da radiação na
faixa de 4 e 100 цm presa pela atmosfera e conseqüentemente da temperatura na
superfície da Terra. Estima-se que, em virtude da intensificação do efeito estufa, a temperatura média na superfície terrestre deverá elevar-se entre 1,5 e 4,5ºC (AYOADE, 2001).
3.2.2.2. Gases de efeito estufa
Os principais gases de efeito estufa produzidos por atividades antrópicas capazes de aumentarem o efeito estufa são: vapor d’água (H2O), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e clorofluorcarbonos (CFCs) (ALVES, 2001; PEIXOTO et al., 2001).
• Vapor d’água
Um dos principais gases do efeito estufa. É apontado pelo 4o Relatório do IPCC (2007) como um dos principais mecanismos causadores do aquecimento global, pois funciona como um amplificador do aumento das temperaturas. De 1976 a 2004, a quantidade de vapor d’água na atmosfera teria aumentado em 2,2%.
• Dióxido de carbono (CO2)
É o gás produzido em maior quantidade, contribuindo para o aquecimento global com cerca de 50%. Suas principais fontes antropogênicas são a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento. Sua concentração hoje é de aproximadamente 353 ppm (partes por milhão); antes da Revolução Industrial, era de 280 ppm, representando um acréscimo de 25% (ALVES, 2001).
Nos dias atuais, a queima de combustíveis fósseis lança anualmente na atmosfera cerca de 5,7 Gt de C (gigatoneladas de carbono); e a derrubada e queima de florestas 2 Gt. Cerca de 75% da queima de combustíveis fósseis ocorre nos países desenvolvidos. Por outro lado, os oceanos e a biota terrestre retiram uma parte desse carbono, ocorrendo um acúmulo líquido na atmosfera de cerca de 3 Gt de C anualmente (PEIXOTO et al., 2001).
• Metano (CH4)
É o segundo gás-estufa em importância, contribuindo com cerca de 18% do aquecimento global. Sua concentração está hoje em torno de 1,72 ppmv (partes por
durante o processo de decomposição bacteriana anaeróbica. Suas principais fontes antropogênicas são as plantações de arroz, os animais domésticos (rebanhos de ruminantes, como os bovinos), os vazamentos de gás natural na indústria petrolífera e os aterros sanitários (ALVES, 2001).
• Óxido nitroso (N20)
Contribui com cerca de 6% para o aquecimento global. Estima-se provirem do solo 90% das emissões globais. Observou-se que seu potencial de absorção térmica é 150 vezes maior do que o do CO2. Suas principais fontes antropogênicas são os usos intensivos de fertilizantes nitrogenados e a queima de biomassa. Óxidos de nitrogênio são capazes de provocar inibição da fotossíntese e provocar lesões nas folhas das plantas (PEIXOTO et al., 2001).
• Clorofluorcarbonos (CFC-11 e CFC-12)
Contribuem com cerca de 14% para o aquecimento global. As principais fontes de CFCs são os vazamentos durante seu emprego na refrigeração e produção de espumas e aerossóis. Uma molécula de CFC tem o mesmo efeito estufa de 10.000 moléculas de CO2.
Outros compostos, como o ozônio troposférico e certos halogênios, contribuem com 11% para o aquecimento global (MOLION, 2001).
3.2.2.3. Atividades antrópicas e a produção de gases de efeito estufa
3.2.2.3.1. Desmatamento e queimadas
O desmatamento é responsável pelo lançamento anual de aproximadamente 2Gt de C na atmosfera. Alguns pesquisadores estimam que entre 1850 e 1985 o desmatamento foi responsável pelo lançamento de 100-130Gt de C na atmosfera e a queima dos combustíveis fósseis por 190Gt (KRUG, 2001).
Globalmente, os ecossistemas florestais cobrem uma área de 4,1 bilhões de ha, sendo que 42% desse total se encontram na região tropical. O Brasil possui cerca de 10% dessas florestas. O desmatamento global é estimado entre 11 e 15 milhões de ha e está ocorrendo basicamente nas regiões tropicais do planeta. No Brasil, entre 1978- 1994, a área desmatada na região amazônica passou de 78 mil km2 para 470 mil km2, ou seja, 12% da área florestal original. A principal causa desse desmatamento é a conversão de florestas em pastagens e lavouras temporárias (AYOADE, 2001).
O Projeto Redes LBA (Low Biosphere Atmosphere), desenvolvido a partir de Manaus, consiste em um sistema para o monitoramento e entendimento dos mecanismos que governam as mudanças climáticas. Este sistema permite
compreender a influência da região amazônica sobre outras regiões. A captação e o registro das emissões de isopreno na atmosfera e os maiores ou menores índices pluviométricos evidenciam que a floresta produz chuva. Os registros LBA vêm demonstrando, por sua vez, que o desmatamento provoca mudança drástica na atmosfera (IPAM, 2007).
Durante onze anos, a pesquisa do LBA, em Alta Floresta (MT), vem evidenciando a quantidade imensa de partículas em suspensão, decorrentes da intensificação das queimadas na porção norte do estado de Mato Grosso, sendo possível acompanhar a dinâmica do carbono e os ciclos biogeoquímicos na atmosfera. A situação nas regiões de cerrado e caatinga também é grave. Cerca de 40% da vegetação original do cerrado já foi desmatada, e a tendência futura é de aumento do desmatamento em função da expansão da fronteira agrícola. A situação mais grave é a da Floresta Atlântica - bioma que abrangia 17 estados brasileiros cobrindo uma área de 1.130.000 km2, resta apenas 9,02% de sua área original, distribuídos em pequenos fragmentos florestais das regiões sul e sudeste (ibidem).
Em Minas Gerais, por exemplo, a Mata Atlântica cobria cerca de 35% do território do estado. Hoje restam apenas 4,19% da cobertura original, onde o desmatamento é feito visando à produção de carvão vegetal e à conversão da área desmatada em pastagens, o que tem restado são amplas áreas de pastagem degradadas, cursos d’água assoreados e diminuição da vazão dos corpos d’água no período seco (INMET, 2007).
Recentemente, a conversão do uso do solo destinado a outros fins para florestas plantadas vem se apresentando como uma atrativa alternativa econômica em algumas regiões do país (Figura 21). Em Minas Gerais, áreas de pastagens degradadas estão sendo utilizadas para os plantios florestais e, em casos localizados, áreas tradicionais de café estão sendo substituídas pelo eucalipto. Há de se considerar que Minas Gerais possui a maior área individual com florestas plantadas (1.235.744 ha, sendo 12,3% com pinus e 87,7% com eucaliptos) (ABRAF, 2007).
FIGURA 21 - Distribuição das florestas plantadas de pinus e eucaliptos por estados selecionados em 2006. Fonte: ABRAF (2007).
Há de se considerar duas questões que envolvem a agricultura irrigada e o desmatamento: a) a agricultura irrigada tem se expandido para áreas onde se encontram vegetação nativa, como foi o caso do Projeto Jaíba e, recentemente, para a Bacia do rio Paracatu; e, b) ao mesmo tempo, considerando o ganho em produtividade nessas áreas irrigadas, caso não existissem, provavelmente áreas maiores seriam desmatadas para atender a crescente demanda por alimentos.
3.2.2.3.2. Atividades urbano-industriais
Nos grandes centros urbanos, a poluição atmosférica se caracteriza basicamente pela presença de gases tóxicos e partículas sólidas no ar. As principais causas desse fenômeno são as eliminações de resíduos por indústrias; e a queima de carvão e petróleo em usinas, automóveis e sistemas de aquecimento doméstico. São freqüentes os dias em que a poluição do ar atinge níveis críticos, seja pela ausência de ventos, seja pelas inversões térmicas. Outra conseqüência da poluição atmosférica é o surgimento do buraco na camada de ozônio.