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All IPCC definitions taken from Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Annex I, Glossary, pp. 941-954. Cambridge University Press.

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O clima sempre mudou

O que a ciência diz...

Mudanças climáticas naturais do passado mostram que o clima é sensível a um desequilíbrio energético. Se o planeta acumula calor, as temperaturas globais sobem. Atualmente, o CO2 que estamos emitindo está retendo parte da energia que antes escapava de volta para o espaço. As mudanças climáticas do passado, na verdade, são evidência de que o clima é sensível às variações de CO2.

Argumento cético...

O clima está sempre mudando. Nós já tivemos eras glaciais e períodos quentes em que existiam crocodilos em Spitzbergen. Eras glaciais ocorreram em um ciclo de 100 mil anos, ao longo dos últimos 700 mil anos. Houve períodos anteriores que parecem ter sido mais quentes que o presente, mesmo com os níveis de CO2 sendo mais baixos que hoje. Mais recentemente, tivemos o Período Quente Medieval e a Pequena Era do Gelo. (Richard Lindzen)

Neste debate, há uma coisa em que todos concordam: o clima já mudou naturalmente no passado. Muito antes da era industrial, o planeta passou por muitos períodos quentes e frios. Isso levou alguns a concluir que, se as temperaturas globais já mudaram naturalmente, muito antes do ser humano sequer pensar em poluir, então o aquecimento atual deve ser natural também. Entretanto, esta conclusão é o oposto daquela à qual chegaram os cientistas da área.

Nosso clima responde a uma regra básica: quando você adiciona calor a ele, a temperatura sobe. Da mesma forma, quando o clima perde calor, a temperatura cai. O planeta, hoje, está num desequilíbrio energético positivo: mais energia está chegando do que sendo irradiada de volta ao espaço. Isso é conhecido como forçante radiativa. Quando a Terra tem uma forçante radiativa positiva, nosso clima acumula calor e a temperatura global sobe (não monotonicamente, é claro, pois a variabilidade interna causa grandes variações de curto prazo).

Quanto a temperatura varia quando há esse desequilíbrio? Em outras palavras, como a temperatura global responde a essa forçante radiativa? Isso é determinado pela sensibilidade climática do planeta. Quanto mais sensível for o planeta, maior será a mudança de temperatura.

Uma maneira muito comum de se descrever essa sensibilidade é quantos graus o mundo se aquece em resposta ao dobro da concentração de CO2. Por exemplo, se dizem que a sensibilidade climática é de 3ºC, isso quer dizer que o planeta ficaria 3ºC mais quente se o CO2 passasse dos 280 ppm (antes da Revolução Industrial) para 560 ppm.

O desequilíbrio energético causado pelo CO2  pode ser calculado por contas relativamente simples, porém extensas e trabalhosas, geralmente feitas em grandes computadores. Estes resultados foram confirmados experimentalmente por medições a partir de satélites e de superfície. A forçante radiativa para a concentração duplicada de CO2 é 3,7 W/m² (IPCC AR4 Seção 2.3.1).

Então, quando falamos sobre sensibilidade climática para o dobro de CO2, estamos falando sobre a mudança nas temperaturas globais a partir de uma forçante radiativa de 3,7 W/m². Esta forçante não tem que vir necessariamente do CO2. Ela pode vir de qualquer fator que cause um desequilíbrio energético.

Quanto o planeta se aqueceria se o CO2 fosse duplicado? Se nós vivêssemos num clima sem nenhum feedback, as temperaturas globais subiriam 1,2ºC (Lorius 1990). Porém, nosso clima tem feedbacks, tanto positivos quanto negativos. O mais forte feedback positivo é o vapor d’água. Conforme a temperatura sobe, também aumenta a quantidade de vapor d’água na atmosfera. Porém, o vapor d’água também é um gás estufa, que por sua vez provoca mais aquecimento, reforçando o efeito inicial. Também existem feedbacks negativos – mais vapor d’água no ar pode causar mais nuvens, que refletem a irradiação solar incidente, resultando num efeito de resfriamento.

Qual é o efeito líquido final? A sensibilidade climática pode ser calculada a partir de observações empíricas. É necessário encontrar um período em que tenhamos tanto registros de temperatura, quanto medidas das várias forçantes que determinaram a mudança climática. Uma vez que você tem estes dois dados, a sensibilidade climática pode ser calculada. A Figura 1 mostra um resumo dos estudos publicados que determinaram a sensibilidade climática a partir de períodos passados (Knutti & Hegerl 2008).

Sensibilidade Climática

Figura 1: Distribuições e faixas de sensibilidade climática encontradas a partir de diferentes linhas de evidência. Os círculos indicam o valor provável (probabilidade maior que 66%). As barras espessas coloridas indicam valores mais prováveis (probabilidade maior que 90%). Linhas tracejadas indicam que não há um limitador robusto ao limite superior. A faixa provável do IPCC (2 a 4,5ºC) e valor mais provável (3ºC) estão indicados pela barra cinza e linha preta verticais, respectivamente.

Houve muitas estimativas de sensibilidade climática baseadas nos registros instrumentais (isto é, os últimos 150 anos). Eles usaram o aquecimento observado de superfície e do oceano ao longo do século XX e uma estimativa da forçante radiativa. Foram usadas várias abordagens diferentes – modelos de complexidade baixa ou média, modelos estísticos, cálculos de balanço energético, dados de satélites.

Algumas análises recentes usaram a forçante de grandes erupções vulcânicas durante o século XX e a resposta climática a elas, ambas bem documentadas. Alguns poucos estudos examinaram reconstruções de paleoclima do último milênio ou o período há cerca de 12.000 anos quando o planeta saiu de uma Era Glacial global (Último Máximo Glacial).

O que podemos concluir disso? Temos um grande número de estudos independentes cobrindo uma gama de períodos, estudando diversos aspectos do clima e empregando vários métodos de análise. Eles convergem de maneira muito consistente para uma sensibilidade climática mais provável de 3ºC – isto é, se dobrarmos a quantidade de CO2 na atmosfera teríamos 3ºC de aquecimento.

O conjunto de evidências indica que o feedback, considerando todos os fatores, é bastante positivo - isto é, os demais fatores terminam por aumentar o aquecimento inicial causado pelo CO2 sozinho. Não há nenhuma linha de evidência crível que indique valores muito altos nem muito baixos como melhor estimativa.

O CO2 causou um acúmulo de calor em nosso clima. A forçante radiativa do CO2 é muito bem conhecida e compreendida e confirmada por observações empíricas. Como vimos, a sensibilidade climática é o que vai nos dizer como o clima reagirá a esta forçante.

Ironicamente, quando os céticos citam as mudanças climáticas do passado, eles estão, na verdade, apontando justamente para a evidência de que o clima é muito sensível a desequilíbrios energéticos. Quando ocorreram desequilíbrios no passado, o clima mudou. Isso é evidência de que o desequilíbrio que causamos hoje afetará o clima também.

Translation by Alexandre, . View original English version.



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