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terça-feira, dezembro 06, 2016

POR QUE A PREOCUPAÇÃO SOBRE MUDANÇAS CLIMÁTICAS? (*)

6. Resultados científicos recentes e a seca do ano de 2016

Foster Brown (**) e George Luiz Pereira Santos (***)

A geração de dados e novos conhecimentos científicos estão acelerando a um ponto que é quase impossível ficar atualizado. Uma oportunidade de saber um pouco dos avanços nas ciências de mudanças climáticas é a reunião da União Geofísica Americana (American Geophysical Union, AGU) que ocorre anualmente em San Francisco, nos EUA. No mês passado, a AGU reuniu mais de 24.000 pesquisadores que apresentaram 23.000 trabalhos durante cinco dias. Mais da metade das seções tinha algo relevante a mudanças climáticas.

Nós participamos de uma sessão sobre eventos climáticos extremos na Amazônia, que teve nove trabalhos apresentados. Aqui fazemos um resumo destes trabalhos e de uma visita à Floresta Estadual Demonstrativa de Boggs Mountain, que sofreu um dos impactos da seca prolongada na Califórnia – um incêndio florestal que queimou mais de mil casas e causou a evacuação de 16.000 pessoas.

Os mais preocupantes dos trabalhos apresentados foram os do Dr. Sassan Saatchi e colegas Liang Xu e Yan Yang.  Usando dados de satélites Dr. Saatchi mostrou que a temperatura das copas das árvores tem subido nos últimos 15 anos na Amazônia ocidental, com picos de temperatura durante as secas de 2005 e 2010. No mesmo tempo a quantidade de água nas copas, ou seja, nas folhas tem baixado. Em outro estudo deste grupo, medidas feitas por lasers satelitais da altura da floresta na Amazônia ocidental tinham mostraram uma redução de 2004 a 2007, implicando uma redução da biomassa e carbono nas florestas, associada a seca de 2005.

José Marengo, pesquisador do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden) de São Paulo, notou que as secas e inundações na Amazônia tem sido com uma frequência mais alta nas últimas duas décadas.   George Santos abordou as lições dos últimos desastres para a Defesa Civil na região trinacional de Madre de Dios-Peru, Acre-Brasil e Pando-Bolivia.   Ele apresentou também o pôster da vice-governadora Nazareth Araújo que discutiu as implicações de eventos climáticos extremos no desenvolvimento do Acre.  Foster Brown fez sugestões de como priorizar meios de adaptação na bacia trinacional do Rio Acre.

Em soma, os trabalhos reforçaram que:

a) O estresse térmico da região está aumentando nos últimos 15 anos;
b) As florestas estão ficando com mais estresse hídrico e perdendo biomassa;
c) Os eventos extremos estão aumentando em frequência e severidade;
d) Os impactos destes eventos estão afetando o desenvolvimento da região.

As florestas da Califórnia estão sofrendo uma das piores secas na história do estado, mas também um ataque de besouros que aumentou a mortalidade das árvores. O fogo tem acompanhado esta seca prolongada. CalFire, uma agência estadual da Califórnia, organizou uma visita para conhecermos o impacto do ‘Valley Fire’ que aconteceu no dia 12 de setembro de 2015 perto da cidade de Middletown. Em 12 horas o fogo andou 20 km, destruindo 1200 casas e afetando as florestas.

Na floresta estadual demonstrativa de Boggs Mountain, a mortalidade das árvores foi de quase cem por cento, como se pode ver na foto. Andamos na floresta, passando centenas de árvores em pé com copas que atingiam vinte metros ou mais – todas mortas e sem canto de pássaro para quebrar o silêncio.  Andamos num cemitério de árvores, pensando em como algo equivalente poderia acontecer no Acre.

Na verdade estamos acumulando condições que podem propiciar um evento deste.  Primeiro, as florestas do Acre tem muita biomassa, ou seja, lenha para queimar. O que impede o fogo de alastrar na floresta é a umidade da liteira no chão e na madeira. Mas como observamos em 2005 e 2010, uma seca prolongada pode reduzir a umidade suficiente para fogo andar no chão. Com um aumento de temperatura, o processo de secagem, chamada evapotranspiração, acelera.    Os dados do Dr. Saatchi e outros indicam que o potencial de secagem está acelerando, algo que alguns amigos seringueiros tem observado nas florestas do Acre nos últimos anos.

Naturalmente, como em 1925-26, 1997-98 e outros anos de El Niño ou de anomalias de temperatura do Oceano Atlântico (2005 e 2010), as temperaturas na região podem se elevarem e secas se prolongarem.   A situação atual do El Niño de 2015-16 acoplado com as experiências de 2005 e 2010 leva a preocupação que possamos entrar num período propício para incêndios, seja de pastagens, áreas agrícolas e sistemas agroflorestais, seja de florestas primárias.

Nesta situação, seria prudente analisar o que podemos fazer agora e agir consequentemente nos próximos meses para reduzir os impactos de uma seca intensificada por altas temperaturas. Este ano não podemos controlar o clima, mas podemos pensar em como reduzir as chances da seca levando a incêndios como os que aconteceram em 2005 e 2010.

Ninguém tem bola de cristal para saber com certeza o que será o futuro.   Mas isto não impede de buscarmos meios para reduzir o risco de desastres.

(*) Artigo originalmente publicado no jornal A Gazeta em 12/01/2016.
(**) Foster Brown, pesquisador do Centro de Pesquisa de Woods Hole, Docente do Curso de Mestrado em Ecologia e Manejo de Recursos Naturais (MEMRN) da Universidade Federal do Acre (UFAC). Cientista do Programa de Grande Escala Biosfera Atmosfera na Amazônia (LBA), do INCT SERVAMB e do Grupo de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) da UFAC. Membro do Consórcio Madre de Dios e da Comissão Estadual de Gestão de Riscos Ambientais do Acre (CEGdRA).


(***) George Luiz Pereira Santos, Coronel do Corpo de Bombeiros do Acre, Coordenador Municipal de Defesa Civil de Rio Branco, especialista em Defesa Civil.

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segunda-feira, dezembro 05, 2016

POR QUE A PREOCUPAÇÃO SOBRE MUDANÇAS CLIMÁTICAS? (*)

5. A atividade humana é pequena ou não?

Foster Brown (**)

A discussão sobre mudanças climáticas oferece uma oportunidade para entender melhor como o nosso planeta funciona.  Um dos argumentos usados para refutar que atividade humana está afetando o clima é que mesmo com 7 bilhões de indivíduos, a humanidade é muito pequena em relação aos processos que atuam no planeta.

Para responder a esta afirmação, precisamos entrar no mundo dos números e usar a língua mais universal do mundo: a matemática.   Por exemplo, se cada pessoa ocupa 1 metro quadrado, os 7 bilhões de pessoas ocupariam 7 bilhões de metros quadrados. Dado que um quilômetro quadrado tem um milhão de metros quadrados, a população humana inteira ocuparia somente 7.000 quilômetros quadrados, ou seja, uma área de 70 km por 100 km. Pode aparecer grande, mas em comparação com a área de terra firme da Terra sem gelo, 130 milhões de quilômetros quadrados, a humanidade como indivíduos ocupa somente 0,005% dela, quase nada.

Mas nós somos mais do que a área individual. A área urbana é cerca de meio milhão de quilômetros quadrados para cidades maiores do que 500.000 habitantes, totalizando mais de 2 bilhões da população mundial. Esta área é 0,3% da área de terra firme, ainda pequena.

A situação, porém, começa a ser diferente quando falamos de agricultura, pecuária, extração de madeira, estradas, etc. Pesquisadores em instituições americanas e espanholas estimaram que mais de 50 % da área terrestre sem gelo já foi modificado por seres humanos até 2007. As modificações principais incluem áreas cultivadas (13%) e pastos (26%).   Como indivíduos ocupamos quase nada da Terra, mas com as nossas ações afetamos uma área significativa. Existem estimativas de que apropriamos cerca de um quarto da produção primária (produção de plantas) da superfície terrestre.  Além de afetar a superfície terrestre, estamos afetando os oceanos, desde a pesca até a acidificação das águas superficiais.

Agora vamos voltar a mudanças climáticas para ver se a atividade humana é significativa. Um argumento usado é que os fluxos naturais de carbono são tão grandes e os da atividade humana são tão pequenos e considerados insignificantes.  O, porém reside na natureza dos fluxos.   Os grandes fluxos naturais somam cerca de 200 bilhões de toneladas de carbono (CBTC) por ano, mas são cíclicos, se não, o estoque de gás carbônico na atmosfera em poucas décadas dobraria ou sumiria.  A contribuição de atividades humanas, na ordem de 10 CBTC por ano, porém, é cumulativa e acelerando.

Desde a década de 1950 temos bons registros da concentração de gás carbônico na atmosfera que subiu de 315 partes por milhão (ppm) em 1959 a 392 rpm em 2011.  Este aumento de 77 ppm pode ser usado para calcular quanto carbono acumulou na atmosfera em termos de bilhões de toneladas de carbono.  O fator de conversão, 2,13 BTC por ppm de gás carbônico, significa que cerca de 164 BTC acumulou na atmosfera durante esses 52 anos.

Dados independentes da produção de petróleo, gás natural e carvão indicam que cerca de 295 BTC foram emitidos durante este período, ou seja, atividade humana de queima de combustíveis fósseis emitiu 80% mais do que acumulou na atmosfera, o resto indo para os oceanos, acidificando as águas superficiais, e no crescimento de florestas e outra vegetação. Atualmente temos 400 ppm de gás carbônico na atmosfera e a concentração continua a subir.

De um lado, somos insignificantes em termos da área que ocupamos como indivíduos no planeta, mas tanto no efeito da cobertura da vegetação, na produção primária e na composição da atmosfera, viramos uma força planetária. Esta força pode ser usada inteligentemente, como Jonathan Foley e outros colegas escreveram na revista Nature em 2011 num artigo intitulado “Soluções para um Planeta Cultivado”.

Eles notaram que precisamos dobrar a nossa produtividade de comida nas próximas décadas e ao mesmo tempo reduzir o nosso impacto no meio ambiente. Todavia abordagens revolucionárias são essenciais para superar os desafios que a pobreza e aumento de demanda num mundo de mudanças criam. Temos a capacidade, no entanto precisamos desenvolver a vontade no tamanho desses desafios.

(*) Artigo originalmente publicado no jornal A Gazeta em 22/12/2015.
(**) Foster Brown, pesquisador do Centro de Pesquisa de Woods Hole, Docente do Curso de Mestrado em Ecologia e Manejo de Recursos Naturais (MEMRN) da Universidade Federal do Acre (UFAC). Cientista do Programa de Grande Escala Biosfera Atmosfera na Amazônia (LBA), do INCT SERVAMB e do Grupo de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) da UFAC. Membro do Consórcio Madre de Dios e da Comissão Estadual de Gestão de Riscos Ambientais do Acre (CEGdRA).


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domingo, dezembro 04, 2016

POR QUE A PREOCUPAÇÃO SOBRE MUDANÇAS CLIMÁTICAS? (*)

4. QUEM DISSE QUE É UM PROBLEMA?

Foster Brown (**), Miguel Xavier (***) e Antônio Willian Flores de Melo (****)

A confiabilidade da mensagem que o homem está influenciando o clima depende em parte do mensageiro. Afinal, quem está afirmando ou refutando esta mensagem? Os autores, por exemplo, não são especialistas em meteorologia, mas trabalham com componentes críticos da influência humana sobre as mudanças climáticas, como incêndios florestais e biomassa de florestas.  Na atualidade é possível encontrar aqueles que concordam que o homem está sim influenciando o clima com suas atividades e aqueles que discordam e atribuem as alterações climáticas a processos naturais, ignorando o incrível aumento das emissões de gases de efeito estufa desde a revolução industrial nos últimos 50 anos.

Em nível individual, é possível buscar qualquer resposta que se queira. Inclusive, podemos ver sítios na Internet que propõem seriamente que a Terra é plana (ver figura) e que há um complô para esconder essa realidade das pessoas (1). Um indicador de confiabilidade e consistência científica maior do que um sítio da Internet seriam as declarações realizadas por organizações diversas de cientistas que estão afirmando a influência antrópica nas mudanças climáticas, colocando em risco desta forma suas reputações no caso de estarem errados.   

Em vários países, a academia nacional de ciências reúne seus melhores cientistas e só se manifestam sobre determinados assuntos quando há o apoio da grande maioria de seus membros. Em 2009, a Academia Brasileira de Ciências assinou conjuntamente com as academias de ciências da China, Índia, México, África do Sul, Rússia, Canadá, Itália, Estados Unidos, Reino Unido, França e Japão (2) uma declaração sobre a importância de reduzir rapidamente as emissões de gás carbônico oriundas de atividades humanas para limitar os impactos no clima.  Os países destas academias representam numericamente mais da metade da população mundial.

Além dessas 13 academias nacionais, a Organização Mundial de Meteorologia da ONU declarou em 2014 que as evidências para afirmar que o aquecimento global é induzido pela atividade humana são cada vez mais robustas (3). 

Nos Estados Unidos a situação é curiosa, apresentando uma dicotomia imensa entre as afirmações de cientistas e de políticos.  A Sociedade Americana de Meteorologia, com 13.000 membros em 100 países (4), declarou em 2012: “Há provas consistentes de que a atmosfera, os oceanos, e a superfície terrestre estão aquecendo; o nível do mar está subindo; e a cobertura de neve, geleiras e o gelo do mar Ártico estão diminuindo. A causa dominante do aquecimento desde a década de 1950 são as atividades humanas. Esta descoberta científica é baseada em um número grande e convincente de trabalhos científicos. O aquecimento observado na atualidade é irreversível para uma quantidade significativa de anos no futuro, e maiores aumentos da temperatura poderão ocorrer se a quantidade de gases de efeito estufa continuar a aumentar e acumular na atmosfera” (5).

Complementando os meteorologistas, a União Geofísica Americana, com 35.000 membros em 139 países, concluiu em 2013 que “a humanidade é a maior responsável pelas mudanças climáticas globais observadas nos últimos 50 anos. Respostas sociais rápidas podem diminuir significativamente os efeitos negativos” (6).    

Além destas declarações, estudos publicados por Oerskes (7) em 2004 e Cook et al. em 2013 (8), entre outros, mostraram que entre artigos publicados em revistas científicas, menos que 3% (três porcento) discordam que as atividades humanas estão afetando o clima.  Em outras palavras, a grande maioria dos cientistas que publicam sobre o clima, as academias de ciências e organizações de dezenas de milhares de cientistas, meteorologistas e geofísicos do mundo estão convencidos que temos um problema sério com a influência humana no clima.  

No âmbito político, o exemplo estadunidense pode ser considerado notável, mas por outro lado é estranho a ponto de misturar ciência, política e publicidade. Os candidatos do partido republicano para presidência dos Estados Unidos apresentam extrema dificuldade em concordar com a influência humana no clima, dizendo frases como “o clima está sempre mudando”, “tenho dúvidas”, “pseudociência”, “uma fraude”, etc. (9). Entretanto, até 2008 alguns destes republicanos acreditavam na influência humana nas mudanças climáticas, porém desde então, fortes campanhas publicitárias associaram a influência humana no clima como justificativa para a expansão do governo federal e controle da iniciativa privada.

Esta associação, como é de se esperar, criou um certo tipo de reação alérgica em conservadores que fazem a base do partido republicano.  Suas campanhas políticas tiveram apoio financeiro de vários bilionários e companhias de petróleo.  A documentação deste processo de minipulação da opinião pública pode ser visto no livro e documentário “Merchants of Doubt” (Mercadores de Dúvidas) (10).

Este paradoxo cresce nos Estados Unidos, onde há evidências cada vez maiores da influência humana no clima, porém os políticos conservadores, que controlam a Câmera de Deputados e o Senado, procuram cada vez mais evitar soluções para mitigar e se adaptar às mudanças climáticas.  Apesar da resistência politica, a ciência vem se fortalecendo, como por exemplo, a Sociedade Americana de Meteorologia que publicou recentemente uma edição especial sobre os eventos extremos que ocorreram em 2014 (11).  Os autores dos 32 artigos mostraram que uma influência humana foi detectada em cerca de metade dos eventos extremos estudados no mundo inteiro no ano de 2014.
É claro que a influência humana no clima é tema para muitas outras discussões profícuas. Usamos alguns sítios (12) da internet para buscar opiniões diversas sobre o tema para que pudéssemos chegar as nossas próprias conclusões. Recomendamos que os leitores façam as suas próprias buscas de informação sobre as mudanças climáticas com intuito de poder agir baseado em conhecimentos sólidos. 

Caso a grande maioria dos cientistas esteja certa em relação a essa questão climática, todas e quaisquer soluções precisarão estar à altura do problema, sendo necessárias informações consistentes e amplamente discutidas (como é o propósito deste artigo) para compartilhar com a sociedade civil o que sabemos e o que não sabemos sobre os riscos e vulnerabilidades às quais estamos sujeitos. Afinal as soluções, como o Papa Francisco mencionou em sua Carta Encíclica Laudato Si (13), deverão sair de um diálogo em que todos deverão estar envolvidos enquanto humanidade.  

Links para as referências citadas:
(1) www.youtube.com/watch?v=oc0trwHSRIA;  
(1) www.youtube.com/watch?v=U55UDzNCSAE http://ifers.boards.net/;
(1) www.youtube.com/watch?v=nNCKZxiGi54; 
(1) www.youtube.com/watch?v=h5i_iDyUTCg
(1) www.abc.org.br/IMG/pdf/doc-33.pdf;
(2) www.abc.org.br/article.php3?id_article=279&var_recherche=declara%E7 % E3o+clima
(3) www.wmo.int/media/sites/default/files/1152_en.pdf, p.3
(4) www2.ametsoc.org/ams/index.cfm/membership/
(5) www2.ametsoc.org/ams/index.cfm/about-ams/ams-statements/statements-of-the-ams-in-force/climate-change/
(6) www.sciencepolicy.agu.org/files/2013/07/AGU-Climate-Change-Position-Statement_August-2013.pdf;
(6) www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2013EO34/epdf
(7) Oreskes, Naomi. “The Scientific Consensus on Climate Change.” Science 306, no. 5702 (December 3, 2004): 1686–1686. doi:10.1126/science.1103618.
(8) John Cook, Dana Nuccitelli, Sarah A Green, Mark Richardson, Bärbel Winkler, Rob Painting,  Robert Way, Peter Jacobs and Andrew Skuce. “Quantifying the Consensus on Anthropogenic Global Warming in the Scientific Literature.” Environmental Research Letters 8, no. 2 (2013): 024024.
(9) http://thinkprogress.org/climate/2015/07/26/3683808/gop-field-climate-energy-ranked/
(10) https://www.youtube.com/watch?v=7YmRovaSYkE
(11) Herring, S. C., M. P. Hoerling, J. P. Kossin, T. C. Peterson, and P. A. Stott, Eds., 2015: Explaining Extreme Events of 2014 from a Climate Perspective. Bull. Amer. Meteor. Soc., 96 (12), S1–S172.
(11) www2.ametsoc.org/ams/index.cfm/publications/bulletin-of-the-american-meteorological-society-bams/explaining-extreme-events-from-a-climate-perspective/
(12) wattsupwiththat.com; https://medium.com/@pullnews/what-i-learned-about-climate-change-the-science-is-not-settled-1e3ae4712ace; http://www.populartechnology.net/2009/10/peer-reviewed-papers-supporting.html
(13)w2.vatican.va/content/francesco/pt/encyclicals/documents/papa-francesco_20150524_enciclica-laudato-si.html

* Artigo originalmente publicado no jornal A Gazeta, Rio Branco-AC, em 24/11/2015

** Foster Brown, Pesquisador do Centro de Pesquisa de Woods Hole, Docente do Curso de Mestrado em Ecologia e Manejo de Recursos Naturais (MEMRN) da Universidade Federal do Acre (UFAC). Cientista do Programa de Grande Escala Biosfera Atmosfera na Amazônia (LBA), do INCT SERVAMB e do Grupo de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) da UFAC. Membro do Consórcio Madre de Dios e da Comissão Estadual de Gestão de Riscos Ambientais do Acre (CEGdRA).
*** Miguel Xavier, Professor do Curso de Licenciatura em Química do Centro de Ciências Biológicas e da Natureza (CCBN); pesquisador dos grupos de pesquisa de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) e de Nanociência, Nanotecnologia e Nanobiotecnologia (NNN) da UFAC.
**** Antônio Willian Flores de Melo, Professor dos Cursos de Engenharia Agronômica e Engenharia Florestal do Centro de Ciências Biológicas e da Natureza (CCBN); pesquisador do grupo de pesquisa de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) da Universidade Federal do Acre.

Fonte da figura: A Terra Plana.

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sábado, dezembro 03, 2016

POR QUE A PREOCUPAÇÃO SOBRE MUDANÇAS CLIMÁTICAS? (*)

3. Temperaturas subindo ou não?

Foster Brown (**) e Miguel G. Xavier (***)

Rio Branco está sentindo a onda de calor que afeta a Amazônia Sul Ocidental. A estação meteorológica do INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) registrou mais de 30 dias com temperaturas máximas maiores do que 35 graus nos últimos 3 meses. Muitos moradores da cidade não se lembram de temperaturas tão altas, será que esta nova onda de calor prova a influência humana nas mudanças climáticas? A resposta em uma palavra é não.

O clima do planeta muda naturalmente e extremos de temperatura, chuvas e secas têm marcado a sua história mesmo antes da humanidade existir. Aliás, o nosso planeta tem uma história de mudanças climáticas. Será então que todas as mudanças climáticas atuais são puramente naturais? A resposta novamente em uma palavra também é não.

A pior seca na Amazônia em mais de cem anos, que aconteceu no período de 1925-26, ilustra eventos extremos que aconteceram antes de um aumento drástico na concentração de gás carbônico na atmosfera e antes da região possuir grandes áreas desmatadas. Antigos moradores da bacia do Rio Acre relatam histórias de grandes inundações na região, evidenciando as causas e os efeitos sinérgicos das mudanças climáticas, numa complexa teia que cerca a variabilidade natural do planeta e as contribuições antrópicas para este cenário.

O que temos hoje é uma modificação do equilíbrio energético do planeta causada principalmente pelo aumento de concentração do gás carbônico na atmosfera, um aumento proveniente da queima de combustíveis fósseis e secundariamente pela queima de florestas, conforme expusemos em nosso primeiro artigo desta série. O efeito deste aumento de concentração retém mais energia na atmosfera, nos mares e oceanos, conforme esclarecemos em nosso segundo artigo. Agora, para medir este aumento de energia não é fácil, apesar do indicador principal desta energia – a temperatura – parecer um conceito simples.

Fisicamente a temperatura não representa uma grandeza absoluta, mas sim relativa. Os fenômenos que envolvem calor (aquecimento, resfriamento, mudanças de estado físico da matéria etc.) caracterizam o estado térmico de um corpo ou sistema através da agitação térmica de suas moléculas, o que consequentemente aumento a sua energia cinética (velocidade). É importante compreender que afirmações do tipo “a temperatura é maior ou menor” não fazem sentido senão indicarmos uma referência balizadora.

Exemplos do cotidiano nos revelam que dois corpos isolados, com temperaturas diferentes, quando colocado no mesmo ambiente tendem a entrar em equilíbrio térmico, como retirar um copo d´água congelado da geladeira e esperá-lo aumentar sua temperatura para bebê-lo ou então esperar para comer um bolo que acaba de sair do forno, aguardando a sua temperatura entrar em equilíbrio térmico com o ambiente da sua cozinha para não queimarmos a boca.

A medida de temperatura do ar pode ser considerada cheia de frescuras. Se medirmos perto do solo teremos um valor, se for a dois metros de altura a temperatura seria outra. Se o termômetro estiver na sombra seria um valor, se for no sol, o valor seria diferente. Por este motivo, os serviços meteorológicos usam métodos padronizados para minimizar tais efeitos. Mesmo assim, até o efeito da urbanização ao redor de uma estação meteorológica pode causar um aparente aumento de temperatura quando o asfalto ocupa o lugar de paisagens naturais. Medidas de temperatura via satélites também sofrem de problemas de calibração que os serviços de meteorologia têm que analisar e corrigir.

O resultado desta análise é que a partir da década de 1970 estamos vendo um aumento da temperatura média global da atmosfera perto da superfície na escala de décadas, o que é confirmado por várias fontes conforme mostrado na figura. Porém, esta média global decadal esconde variações locais fortes onde a temperatura poderia abaixar no lugar de subir. Estas variações têm explicação provável nas alterações de padrões de circulação e variabilidade decadal natural atmosférica e nos oceanos Pacífico e Atlântico.

Aliás, mesmo a média global anual de temperatura da atmosfera próxima da superfície pode diminuir durante vários anos. Na pós-graduação, os estudantes exercitam a oportunidade de analisar as temperaturas médias globais anuais para períodos de 5 a 14 anos e muitos destes períodos mostram uma diminuição no lugar de uma subida. Somente quando o nosso olhar “enxergar” na escala de 30-40 anos é que o aumento da temperatura global ficará mais claro.

Parte da explicação parte da razão que a temperatura da atmosfera perto da superfície varia de ano em ano e envolve a sua circulação nos oceanos que absorvem mais de 90 por cento desta energia oriunda do aumento de gás carbônico na atmosfera. Se os ventos são mais fortes do que o normal, este calor se mistura em maior profundidade nos oceanos e o aumento de temperatura pode se manifestar pequeno. Por outro lado, se esta mistura é mínima no Oceano Pacífico durante um El Niño, a temperatura global pode subir, como aconteceu entre os anos de 1997 e 1998.

É por causa destas complexas relações que é difícil dizer, para um lugar específico e tempo específico se uma onda de calor é causada exclusivamente pelo aumento da concentração de gás carbônico na atmosfera. Recentemente pesquisadores analisando dados do mundo inteiro estimaram que a proporção do efeito humano nas ondas de calor é de cerca de 75%. Em outras palavras, em geral, o efeito de gás carbônico emitido por atividades humanas está funcionando como amplificador de ondas de calor naturais.

Retomando a nossa questão inicial, a onda de calor deste ano na Amazônia Sul-Ocidental provavelmente tem componentes naturais e antrópicos, mas a proporção específica dos dois nós não temos condições de afirmar para este caso. A tendência, porém, é problemática visto que a concentração de gás carbônico continua aumentando, fazendo com que o sistema atmosfera-oceanos se torne cada vez mais energético.

Pessoas e ecossistemas estão sendo estressados por esta onda de calor. Para as pessoas já podemos antecipar problemas para aqueles que exercem trabalho físico nas condições ambientais. O corpo humano possui a capacidade de manter a sua temperatura dentro de limites aceitáveis para a vida, mesmo quando a temperatura do ambiente é diferente. Esta regulação térmica é a responsável por mudanças fisiológicos que visam controlar a temperatura do corpo, como por exemplo o suor e o tremor.

Se a temperatura do planeta se deslocar para médias superiores em relação às atuais, os efeitos para esta termo regulação seriam devastadores, pois as temperaturas baixas inviabilizariam as taxas metabólicas e as enzimas que dependem da temperatura para atuar em nosso corpo, e no caso de um superaquecimento as células e tecidos humanos iriam ao colapso. Para os ecossistemas, por sua vez, os efeitos desta variação de temperatura ainda não permitem que tenhamos tranquilidade quando o assunto trata das futuras produções agrícolas para garantir a segurança e a soberania alimentar de todos.

(*) Artigo originalmente publicado no jornal A Gazeta em 27/10/2015.

(**) Foster Brown, Pesquisador do Centro de Pesquisa de Woods Hole, Docente do Curso de Mestrado em Ecologia e Manejo de Recursos Naturais (MEMRN) da Universidade Federal do Acre (UFAC). Cientista do Programa de Grande Escala Biosfera Atmosfera na Amazônia (LBA), do INCT SERVAMB e do Grupo de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) da UFAC. Membro do Consórcio Madre de Dios e da Comissão Estadual de Gestão de Riscos Ambientais do Acre (CEGdRA).

(***) Miguel G. Xavier, Professor do Curso de Licenciatura em Química do Centro de Ciências Biológicas e da Natureza (CCBN), e pesquisador dos grupos de pesquisa de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) e de Nanociência, Nanotecnologia e Nanobiotecnologia (NNN) da UFAC.


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sexta-feira, dezembro 02, 2016

POR QUE A PREOCUPAÇÃO SOBRE MUDANÇAS CLIMÁTICAS? (*)

2. Gás carbônico absorve calor

Foster Brown (**) e Miguel G. Xavier (***)

Como escrevemos no artigo do dia 15 de setembro, a concentração de gás carbônico ou CO2na atmosfera está aumentando de maneira acelerada nas últimas décadas, principalmente por causa da queima de carvão mineral, gás natural e petróleo. Mas se o gás carbônico é fundamental para a fotossíntese, a base da vida no nosso planeta, por que tanta preocupação com este gás nas mudanças climáticas?

Um aumento na concentração do CO2 afetaria o balanço global de carbono de florestas como a Amazônia. Deste aumento seria esperado que o CO2 servisse como “adubo” para o ecossistema, fertilizando e aumentando a produtividade da floresta tropical, porém uma pesquisa em florestas tropicais em Costa Rica não detectou um aumento significativo de produtividade em 12 anos.

Mais relevante para a nossa discussão, porém, seriam os impactos associados à retenção por CO2 de energia absorvida oriunda do sol e reemitida pela Terra. O nosso planeta mantêm a sua temperatura recebendo energia (calor) do Sol. Sem o Sol, a nossa temperatura seria perto do zero absoluto Kelvin, ou seja, -273 graus Celsius, a menor temperatura possível prevista pela Ciência. Qualquer objeto acima deste temperatura emite calor, chamado radiação termal. Quem já dormiu em rede num seringal tem experiência nisso!

No início da noite você pode estar sem cobertor, mas durante a madrugada a temperatura vai baixando devido a emissão desta radiação termal, e por volta das 4:00 AM um cobertor se torna bem-vindo. Quando o Sol nasce, a temperatura volta a subir. Este balanço de radiação termal, com a entrada de radiação solar e sua saída para o espaço, é o principal fator que influencia a temperatura na Terra.
O gás carbônico e outros gases com três ou mais átomos são fundamentais para retardar a saída desta radiação termal da atmosfera, criando o chamado efeito estufa. Como apresentado no artigo anterior, sem o CO2o planeta seria uma bola de gelo.

Mas a diferença entre um remédio e um veneno está somente na dosagem (o alquimista Para celso já popularizava este jargão). Se estamos aumentando a dosagem do gás carbônico através da contribuição antrópica a cada ano, o equilíbrio dinâmico que envolve o planeta como um todo também será afetado por esta contribuição.

A figura mostra os fatores naturais e antropogênicos (oriundo de atividades humanas) que estão aquecendo ou resfriando a Terra. Como se pode ver o aumento da concentração de CO2 é o principal fator de aquecimento. Estes dados são parte de um capítulo de 80 páginas e mais de 500 referências produzido pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas para quem quer saber mais.

Alguns incrédulos acreditam que a quantidade de CO2da atmosfera já saturou com a radiação termal e que um aumento na concentração deste gás seria devido às contribuições antropogênicas, não apresentando nenhum efeito significativo sobre as Mudanças Climáticas.

Estes incrédulos estão usando argumentos do século passado sem levar em consideração estudos a partir da década de 1950 que mostram que são argumentos equivocados, tanto em termos da discussão do experimento original quanto em termos da região chave para a captura de radiação termal do planeta.

Esta redução da perda da energia termal para o espaço está causando o aumento do efeito estufa. A região chave para absorção/emissão de radiação termal do planeta está há vários quilômetros acima do nível do mar onde o vapor de água (outro gás de efeito estufa) é reduzido em sua concentração.

Aliás, o vapor de água tem concentrações muito maiores do que a do CO2próximo da superfície terrestre. Por que não considerar o vapor de água como mais importante do que gás carbônico, visto que ele se apresenta em maior concentração? A resposta vem das propriedades físico-químicas do vapor de água: ele tem um ciclo de vida curto na atmosfera, medido em dias, se transformando em água liquida ou sólida facilmente.

O vapor de água funciona como amplificador de outros fatores, como a inclinação do eixo da Terra e o próprio aumento da concentração de CO2 que afeta o balanço de energia na atmosfera. Quando a temperatura abaixa, o vapor de água abaixa também e nas regiões polares e temperadas, onde podem ficar no solo como neve, aumentando a refletividade e diminuindo a temperatura.

No caso do um aumento da temperatura, como estamos sentindo no nível global desde a década de 70, a atmosfera pode carregar mais vapor de água, conduzindo o equilíbrio a patamares diferenciados, mas as implicações disto é uma história para um futuro artigo.

Não podemos falar do vapor de água sem notar a sua fonte principal: os oceanos que cobrem mais de 70 % da superfície do nosso planeta Terra. A profundidade média dos oceanos é 3,6Km, com uma temperatura média de cerca de 4 graus Celsius. Dada a importância para vida e sua extensão, talvez o nosso planeta devesse ser chamado Água e não Terra.

Mais de 90 % da energia termal oriunda do efeito estufa causado pelo aumento da concentração de CO2é incorporada aos oceanos, aumentando a temperatura das águas superficiais. Dependendo dos ventos, tempestades e correntezas, as águas profundas podem se misturar com as águas superficiais afetando a temperatura da atmosfera. Mudanças desta mistura produzem variações na escala de anos na temperatura da atmosfera. Por causa disso, somente olhando a temperatura média global durante décadas podemos verificar esta tendência de aumento.

Durante um El Niño, esta mistura se reduz no Oceano Pacífico resultando em um pico de temperatura global na atmosfera, algo que aconteceu em 1997-98 e provavelmente vai acontecer este ano. A propósito, a temperatura da atmosfera este ano provavelmente será a mais quente em mais de cem anos.

Esta evolução da temperatura nos oceanos e na atmosfera será tópico para os próximos artigos. Afinal nós, nossos filhos e seus descendentes precisaremos lidar com as implicações desta evolução durante os próximos cem anos e além.

(*) Artigo originalmente publicado no jornal A Gazeta em 01/10/2015.

* Foster Brown, Pesquisador do Centro de Pesquisa de Woods Hole, Docente do Curso de Mestrado em Ecologia e Manejo de Recursos Naturais (MEMRN) da Universidade Federal do Acre (UFAC). Cientista do Programa de Grande Escala Biosfera Atmosfera na Amazônia (LBA), do INCT SERVAMB e do Grupo de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) da UFAC. Membro do Consórcio Madre de Dios e da Comissão Estadual de Gestão de Riscos Ambientais do Acre (CEGdRA).

** Miguel G. Xavier, Professor do Curso de Licenciatura em Química do Centro de Ciências Biológicas e da Natureza (CCBN), e pesquisador dos grupos de pesquisa de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) e de Nanociência, Nanotecnologia e Nanobiotecnologia (NNN) da UFAC.


Fonte da imagem: Efeito Estufa
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quinta-feira, dezembro 01, 2016

POR QUE A PREOCUPAÇÃO SOBRE MUDANÇAS CLIMÁTICAS? (*)

1. Aumento da concentração do Gás Carbônico

Foster Brown (**) e Miguel G. Xavier (***)

Como o assunto de mudanças climáticas tem implicações ambientais, sociais e econômicas enormes, decidimos escrever alguns artigos sobre alguns conceitos básicos da ciência de mudanças climáticas, ou melhor dizer das ciências, porque o assunto é complexo e envolve desde a física até a ecologia, passando pela meteorologia e climatologia.  Vamos começar com algo aparentemente simples, o gás carbônico e a mudança na sua concentração na atmosfera.

O gás carbônico ou dióxido de carbono ou CO2 é um gás traço na atmosfera medido em concentrações de partes por milhão, abreviado ppm.  Mas mesmo sendo um gás traço as mudanças na sua concentração deixam a maioria dos cientistas atmosféricos aflitos. Mas por que tanta preocupação?

Na escola, aprendemos que plantas absorvem gás carbônico durante a fotossíntese, transformando-o em plantas e alimentos. Cerca da metade do peso seco de árvores da Amazônia é constituído de carbono oriundo de gás carbônico, cerca de 100 a 200 toneladas de carbono por hectare.  Aliás, sem o gás carbônico não existiria a vida como a conhecemos.  O acúmulo de plantas mortas em sedimentos durante dezenas a centenas de milhões de anos criou depósitos de carvão, petróleo e gás natural – combustíveis fósseis que estamos usando como fonte de energia – que vamos discutir um pouco a frente.

Voltando ao gás carbônico: ele é um gás que absorve energia termal e aumenta a temperatura da atmosfera e consequentemente do planeta. Graças a Deus que ele tem esta propriedade! Se não, a Terra sem o gás carbônico teria uma temperatura média de -18 graus C e seria uma bola de neve.  Estamos aqui por causa de um efeito estufa natural.

A preocupação dos cientistas é que a extração e queima de combustíveis fósseis nas últimas décadas está liberando gás carbônico na atmosfera e aumentando significativamente a sua concentração, amplificando o efeito estufa natural.

Alguns duvidam que isto esteja acontecendo, alegando que os fluxos naturais entre os oceanos e florestas vis a vis a atmosfera são tão grande, na escala de 200 bilhões de toneladas de carbono (BTC) por ano, comparado a 9 BTC por ano oriundos da atividade humana (queima de combustíveis fósseis e de desmatamento), que não é possível ver o efeito da atividade humana.

Neste caso os duvidosos confundiram fluxos cíclicos com fluxos incrementais. Os grandes fluxos são principalmente o resultado de processos cíclicos. Por exemplo, mais de 100 BTC por ano circulam por causa de crescimento de plantas nos continentes do hemisfério norte durante o verão que depois decompõem no inverno.  Mas os fluxos de atividade humana estão sempre incrementando, ano após ano.

Talvez um analogia ajudasse a entender o processo. O sangue circula num adulto em torno de 5 litros por minuto ou seja, 300 litros por hora. Uma perda de somente um por cento durante uma hora, 3 litros, parece insignificante, mas levaria a pessoa a morte.

Voltando ao caso do gás carbônico, podemos ver o efeito dos fluxos cíclicos e incrementais na concentrações de gás carbônico medidas em dezenas lugares do mundo na Figura 1.  Apesar de ter subidas e descidas durante cada ano, de ano em ano a concentração do gás carbônico está subindo numa taxa de 2 ppm ao ano nos últimos anos.

Podemos estimar quanto carvão, petróleo e gás natural foram extraídos desde o século 17 e liberado na atmosfera.   Este total seria cerca de 500 BTC.  Se tudo tivesse ficado na atmosfera a concentração teria subido de 280 ppm para mais de 500 ppm.  Atualmente a concentração média global em agosto foi medida na ordem de 399 ppm, cerca de 100 ppm a menos do esperado. O que aconteceu?

Durante os últimos séculos os oceanos e florestas absorveram grandes quantidades de gás carbônico, um assunto que vamos tratar em artigos futuros.  Mesmo assim, a concentração de gás carbônico está aumentando cerca de 2 ppm ao ano.

Existem outros dados que confirmam os cálculos e medidas. A redução de oxigênio em teores equivalente ao aumento de gás carbônico indica que o aumento vem de queima de combustíveis fósseis e não fontes vulcânicos.  A mudança da composição isotópica do gás carbônico na atmosfera nos últimos anos reforça a conclusão que a queima de combustíveis fósseis foi a principal fonte do aumento de gás carbônico na atmosfera.    O aumento da temperatura dos oceanos não é suficiente para explicar o aumento de gás carbônico na atmosfera.

Em suma, o aumento do gás carbônico oriundo de atividades humanas é confirmado por múltiplas linhas de evidência.  Este aumento desde o século 17 tem sido cerca de 120 ppm, 40% a mais do que quando a revolução industrial iniciou.  Quando o primeiro autor nasceu a concentração de gás carbônico era 315 ppm, portanto durante a vida dele a concentração subiu 85 ppm para o atual de quase 400 ppm.  Se continuar a subida recente de 2 ppm por ano, nos próximos 25 anos até o ano 2040 teríamos 450 ppm de gás carbônico na atmosfera.

Os impactos da situação atual e no futuro próximo deste aumento vai depender da influência do gás carbônico no balanço de calor da Terra, o assunto para o próximo artigo.

(*) Artigo originalmente publicado no jornal A Gazeta em 15/09/2015.

(**) Foster Brown, Pesquisador do Centro de Pesquisa de Woods Hole, Docente do Curso de Mestrado em Ecologia e Manejo de Recursos Naturais (MEMRN) da Universidade Federal do Acre (UFAC). Cientista do Programa de Grande Escala Biosfera Atmosfera na Amazônia (LBA), do INCT SERVAMB e do Grupo de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) da UFAC. Membro do Consórcio Madre de Dios e da Comissão Estadual de Gestão de Riscos Ambientais do Acre (CEGdRA).

(***) Miguel G. Xavier, Professor do Curso de Licenciatura em Química do Centro de Ciências Biológicas e da Natureza (CCBN), e pesquisador dos grupos de pesquisa de Gestão de Riscos de Desastres do Parque Zoobotânico (PZ) e de Nanociência, Nanotecnologia e Nanobiotecnologia (NNN) da UFAC.


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quarta-feira, novembro 30, 2016

QUEIMADAS NA AMAZÔNIA EM 2016

Aquecimento da Terra e mega-El Niño tornaram 2016 um dos anos mais secos da história na floresta, causando incêndios extensos.

Por Karinna Matozinhos (Ipam/Envolverde)*

O ano de 2016 caminha para ser o mais quente já registrado. Enquanto isso, no Brasil, um dos El Niño mais intensos das últimas décadas exacerbou a estação seca em boa parte da na Amazônia.

Quando esses dois quadros se juntaram ao uso inadequado do fogo nos últimos meses, vastos quinhões da Amazônia arderam, com graves consequências para as populações, para a economia e para a natureza.

Segundo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), a área queimada na região em setembro chegou a 54,5 mil quilômetros quadrados, maior do que o Estado do Rio – extensão pouco menor do que em setembro de 2015, contrariando previsões iniciais de potencial recorde neste ano.

Nem por isso há o que se comemorar: largas áreas de vegetação foram incendiadas. “Sabemos que está ocorrendo o aumento da estação seca na Amazônia e uma alteração no ciclo hidrológico, mas ainda não sabemos direito as causas”, diz o cientista Paulo Artaxo, professor na Universidade de São Paulo (USP) e conselheiro do IPAM.

Estresse

De acordo com dados da NASA (agência espacial norte-americana), o solo da floresta amazônica está menos úmido em 2016 do que em 2005 e 2010, dois anos que também registraram secas extremas².

A área queimada no bioma aumentou 110% em 2015 em relação à área queimada em 2006, segundo cálculo baseado em informações do Inpe. Enquanto isso, a área de corte raso caiu 56%, ficando estacionada ao redor de 5.000 km2.

Em todo o mundo, as regiões de floresta tropical têm aquecido em média 0,26°C por década desde meados de 1970. “A Amazônia está sofrendo um processo de estresse hídrico devido ao aumento de 1,5°C no último século”, explica Artaxo. “Ao ter um ambiente com uma temperatura alta se aproximando de limiares, isso pode trazer uma fragilidade maior para a região.”

Quando diferentes forças – atividades humanas, como mudança no uso do solo e emissões de CO2, mais fatores naturais, como El Niño – atuam sobre uma mesma região ao mesmo tempo, pesquisas científicas combinadas a políticas públicas precisam ser prioritárias.

“Políticas públicas de longo prazo, monitoramento, presença do Estado e governabilidade estadual são essenciais para definir os próximos rumos do ambiente e da população como um todo”, diz o cientista. “Uma estratégia muito importante para o país é melhorar o monitoramento ambiental dos processos que estão acontecendo na Amazônia. Mudanças no uso do solo são só a primeira alteração ambiental numa cadeia muito grande – é preciso monitorá-la completamente.” 

* Edição: Cristina Amorim.

** Publicado originalmente no site Ipam.
Fonte da foto: José Cruz/Agência Brasil.
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