Os humanos desequilibram o balanço de energia da Terra

O nosso planeta está constantemente a tentar equilibrar o fluxo de energia dentro e fora do sistema da Terra. Contudo, as atividades humanas estão a desequilibrar este balanço, fazendo com que o nosso planeta aqueça em resposta.

balanço de energia planetária
Um modelo de supercomputador da NASA mostra como os gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono (CO2) - um dos motores do aquecimento global - flutuam na atmosfera da Terra ao longo do ano. As concentrações mais elevadas são representadas pelo vermelho.

A energia radiativa entra no sistema da Terra a partir da luz do sol que brilha no nosso planeta. Parte dessa energia reflete na superfície da Terra ou na atmosfera de volta ao espaço. O resto é absorvido, aquece o planeta e é emitido como energia radiativa térmica da mesma forma que o asfalto preto aquece e irradia calor num dia soalheiro. Eventualmente, esta energia também se dirige para o espaço, mas parte dela é reabsorvida por nuvens e gases com efeito de estufa na atmosfera. A energia absorvida também pode ser emitida de volta para a Terra, onde vai aquecer ainda mais a superfície.

Adicionar mais componentes que absorvem radiação - como gases com efeito de estufa - ou remover aqueles que os refletem - como aerossóis - desequilibra o equilíbrio de energia da Terra e faz com que mais energia seja absorvida pela Terra em vez de escapar para o espaço. Isto é chamado de forcing radiativo, e é a forma dominante pela qual as atividades humanas estão a afetar o clima.

Os modelos climáticos preveem que as atividades humanas estão a provocar a libertação de gases com efeito de estufa e aerossóis que estão a afetar o balanço energético da Terra. Agora, um estudo da NASA confirmou estas previsões com observações diretas pela primeira vez: as forças radiativas estão a aumentar devido às ações humanas, afetando o equilíbrio de energia do planeta e, em última análise, causando alterações climáticas. O artigo foi publicado online a 25 de março de 2021, na revista Geophysical Research Letters.

Este é o primeiro cálculo da forcing radiativo total da Terra usando observações globais, levando em consideração os efeitos dos aerossóis e gases com efeito de estufa, disse Ryan Kramer, primeiro autor do artigo e investigador do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e a Universidade de Maryland, Condado de Baltimore.

O projeto Nuvens e Sistema de Energia Radiante da Terra (CERES) da NASA estuda o fluxo de radiação no topo da atmosfera terrestre. Uma série de instrumentos CERES tem voado continuamente em satélites desde 1997. Cada um mede quanta energia entra no sistema da Terra e quanta sai, fornecendo a variação líquida geral na radiação. Estes dados, em combinação com outras fontes de dados, como medições de calor do oceano, mostram que há um desequilíbrio de energia no nosso planeta.

Este estudo usou uma nova técnica para analisar quanto da mudança total de energia é provocada pelos humanos. Os investigadores calcularam quanto do desequilíbrio foi causado por flutuações em fatores que ocorrem naturalmente, como vapor de água, nuvens, temperatura e albedo da superfície (essencialmente o brilho ou refletividade da superfície da Terra). Os investigadores calcularam a mudança de energia causada por cada um desses fatores naturais e, em seguida, subtraíram os valores do total. A porção restante é o forcing radiativo.

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A equipa descobriu que as atividades humanas fizeram com que o forcing radiativo na Terra aumentasse em cerca de 0,5 Watts por metro quadrado de 2003 a 2018. O aumento é principalmente devido às emissões de gases com efeito de estufa de coisas como geração de energia, transporte e fabrico industrial. Aerossóis reflexivos reduzidos também estão a contribuir para o desequilíbrio.

Criar um registo direto do forcing radiativo calculado a partir de observações irá permitir-nos avaliar o quão bem os modelos climáticos podem simular estes forcings, disse Gavin Schmidt, diretor do Instituto Goddard de Estudos Espaciais (GISS) da NASA na cidade de Nova Iorque.

A nova técnica é computacionalmente mais rápida do que os métodos baseados em modelos anteriores, permitindo aos investigadores monitorizar o forcing radiativo quase em tempo real. O método pode ser usado para rastrear como as emissões humanas estão a afetar o clima, monitorizar como os vários esforços de mitigação estão a funcionar e avaliar modelos para prever mudanças futuras no clima.