1.1 > Diferentes componentes do sistema climático reagem a perturbações a diferentes ritmos. O oceano profundo, por exemplo, é uma causa importante da resposta lenta do clima. A área colorida na escala superior representa o curto período de tempo de uma vida humana.

A inércia do clima

Como todos aprendemos na escola, os oceanos do mundo são um dos elementos mais importantes no sistema climático global. Mas o que significa realmente “clima”? A diferença entre tempo e clima pode ser expressa em uma única frase: “O clima é o que se espera; o tempo é o que se obtém.” Isto revela uma diferença fundamental entre o tempo e o clima. A pesquisa meteorológica se preocupa com a formação, movimento e previsão dos elementos individuais do clima, como um sistema particular de baixa pressão ou um furacão. A pesquisa climática, por outro lado, lida com a totalidade mais abrangente dos sistemas de baixa pressão e furacões, e se dedica a abordar questões como quantas tempestades ou furacões de meia-pressão ocorrerão no próximo ano, ou se elas se tornarão mais freqüentes ou intensas nos próximos anos, como resultado do aquecimento global. Assim, o termo “clima” se refere a eventos de curto prazo na atmosfera, enquanto “clima” se refere a períodos de tempo mais longos. Para descrever o clima, como regra geral, um período de 30 anos é usado como um quadro de referência. As pessoas percebem as mudanças climáticas principalmente como mudanças nas variáveis atmosféricas, por exemplo, variações na temperatura ou precipitação. Em princípio, devido à sua dinâmica caótica, a própria atmosfera pode gerar muitas mudanças climáticas naturais. Um exemplo disso é a oscilação do Atlântico Norte (NAO), que influencia significativamente o clima em partes da Europa e da América do Norte. É uma espécie de flutuação de pressão entre a baixa islandesa e a alta dos Açores que determina a força dos ventos invernais de oeste através do Atlântico Norte. Se estes forem fortes, o resultado é um clima ameno e chuvoso na Europa Ocidental; se forem fracos, é seco e frio. Estes tipos de oscilações naturais tornam difícil reconhecer as alterações climáticas antropogénicas devido a um maior efeito de estufa.
A atmosfera não é um sistema isolado. Ela interage com outros componentes do sistema terrestre – os oceanos, por exemplo. Mas também está em contato com a criosfera (gelo e neve), a biosfera (animais e plantas), a pedosfera (solo) e a litosfera (rochas). Todos estes elementos juntos compõem o sistema climático, cujos componentes e processos individuais estão ligados e influenciam-se mutuamente de diversas formas. 1.2 > O sistema climático, seus subsistemas e processos e interações relevantes.

A atmosfera não é um sistema isolado. Ela interage com outros componentes do sistema terrestre – os oceanos, por exemplo. Mas também está em contato com a criosfera (gelo e neve), a biosfera (animais e plantas), a pedosfera (solo) e a litosfera (rochas). Todos estes elementos juntos compõem o sistema climático, cujos componentes e processos individuais estão ligados e influenciam-se mutuamente de diversas formas.

Extra InfoA dificuldade de detectar alterações climáticas antropogénicas

Todos estes componentes reagem a alterações a diferentes ritmos. A atmosfera ajusta-se às condições da superfície terrestre como a temperatura do oceano ou a cobertura de gelo dentro de poucas horas a dias. Além disso, o tempo é variável e só pode ser previsto com alguns dias de antecedência. Na verdade, foi demonstrado que o limite teórico da previsibilidade do tempo é de cerca de 14 dias. As correntes no mar profundo, no entanto, requerem vários séculos para reagir plenamente às mudanças das condições de fronteira, tais como variações na oscilação do Atlântico Norte, que causam mudanças na temperatura e precipitação na superfície do mar e, assim, impulsionam o movimento a maiores profundidades. Uma grande massa de gelo continental, como a camada de gelo da Antártida, como resultado das alterações climáticas, presumivelmente sofre alterações ao longo de muitos milénios e, sem medidas contrárias, irá derreter gradualmente nesta escala temporal. A previsibilidade do clima baseia-se nas interacções entre a atmosfera e os subsistemas climáticos mais inertes, particularmente os oceanos. Dentro deste esquema, os vários componentes do sistema climático movem-se a ritmos completamente diferentes. Os sistemas de baixa pressão podem andar à deriva centenas de quilómetros em dias. As correntes oceânicas, por outro lado, muitas vezes se arrastam a poucos metros por minuto. Além disso, os componentes individuais possuem diferentes condutividades térmicas e capacidades de calor. A água, por exemplo, armazena grandes quantidades de calor solar durante longos períodos de tempo.
As alterações climáticas podem ser desencadeadas de duas formas diferentes – por forças internas e externas. As forças internas incluem:

• Alterações num único componente climático, por exemplo, uma corrente oceânica anómala;
• Alterações nas interacções entre diferentes componentes climáticos, por exemplo, entre o oceano e a atmosfera.

Comparados com estes, os mecanismos externos à primeira vista parecem não ter nada a ver com o sistema climático. Estes incluem:

• A deriva muito lenta dos continentes, que move massas de terra para diferentes zonas climáticas ao longo de milhões de anos;
• A intensidade variável da radiação emitida pelo sol. A energia de radiação do sol flutua com o tempo e muda as temperaturas na Terra;
• Erupções vulcânicas, que injetam cinzas e compostos de enxofre na atmosfera, influenciam o orçamento de radiação da Terra e assim afetam o clima.

O dióxido de carbono e o efeito estufaA atmosfera está se tornando mais rica em dióxido de carbono (CO2), ou, para ser mais preciso, dióxido de carbono e outros gases vestigiais relevantes ao clima. Inicialmente eles permitem a passagem da radiação solar de onda curta que chega. Esta energia é transformada em calor na superfície da Terra e depois é emitida de volta como radiação de onda longa. Os gases na atmosfera, como os vidros de uma estufa, evitam que esta radiação de onda longa escape para o espaço, e a superfície da Terra aquece.

Como os seres humanos estão mudando o clima

O impacto humano sobre o clima aumentou muito nos últimos cem anos. Nós liberamos grandes quantidades de gases vestigiais relevantes ao clima na atmosfera. Isto muda o balanço de radiação da atmosfera e leva ao aquecimento global.
Além do dióxido de carbono, estes gases vestigiais incluem metano, óxido nitroso (gás do riso), fluorcarbonos halogenados, hidrocarbonetos perfluorados e hexafluoreto de enxofre. Mas o dióxido de carbono (CO2) é especialmente importante para o sistema climático da Terra, porque a produção mundial é enorme. Ele é liberado principalmente através da queima de combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão) em usinas de energia, motores de veículos ou em sistemas de aquecimento doméstico. Seus níveis atmosféricos subiram hoje para quase 390 partes por milhão (ppm), em comparação com o valor pré-industrial de 280 ppm. Com este aumento, a temperatura também subiu durante o século XX. As mudanças impulsionadas internamente nos oceanos, como as mudanças na Corrente do Golfo, também ocorrem dentro de um período de décadas ou alguns séculos. Estas têm uma influência decisiva no clima e na concentração de gases de efeito estufa na atmosfera porque estão fortemente envolvidos em ciclos de massa globais, como o ciclo do carbono. Por exemplo, o CO2 dissolve-se facilmente na água. No entanto, os oceanos absorveram cerca de metade de todo o dióxido de carbono produzido pela queima de combustíveis fósseis desde o início da revolução industrial, que dominou claramente as variações naturais. Se o clima vai mudar no futuro, e em que medida, pode, portanto, ser deduzido também dos oceanos. O clima mudará muito lentamente no futuro, porque os oceanos, com seus imensos volumes de água, reagem muito gradualmente às mudanças. Portanto, muitas, mas não todas, as consequências das mudanças climáticas desencadeadas pela atividade humana só gradualmente se tornarão perceptíveis. Algumas dessas consequências poderão ser irreversíveis quando determinados limiares forem ultrapassados. Em algum momento não será mais possível, por exemplo, parar o derretimento completo da camada de gelo da Gronelândia e a consequente subida de sete metros do nível do mar. A posição do limiar, no entanto, não é conhecida com precisão. Mas uma coisa é certa: Mesmo que a emissão de dióxido de carbono fosse estabilizada nos níveis actuais, não conduziria a uma estabilização da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, porque o dióxido de carbono tem uma vida extremamente longa e o dióxido de carbono afunda-se, principalmente nos oceanos, não o absorve tão rapidamente como o produzimos.

A situação é diferente para gases vestigiais de curta duração como o metano (CH4). Se as emissões de metano fossem estabilizadas no nível atual, a concentração de metano na atmosfera também se estabilizaria, pois o metano diminui na atmosfera aproximadamente na mesma taxa em que é emitido. A fim de manter a concentração de dióxido de carbono num determinado nível, as emissões têm de ser reduzidas a uma fracção das quantidades actuais. 1,4 > Mesmo que seja possível reduzir significativamente a emissão de gases de efeito estufa, e de CO2 em particular, até o final deste século, o impacto ainda será extenso. O CO2 tem uma longa vida útil e permanece na atmosfera por muitos séculos. Devido a isso, a temperatura na Terra continuará a subir alguns décimos de grau durante um século ou mais. Como o calor penetra muito lentamente nas profundezas do oceano, a água também se expande lentamente e o nível do mar continuará a subir gradualmente ao longo de um longo período de tempo. O derretimento dos grandes lençóis de gelo continentais na Antártida e na Gronelândia é também um processo muito gradual. A água derretida destes irá fluir para o oceano durante séculos ou mesmo milénios, fazendo com que o nível do mar continue a subir. A figura ilustra o princípio da estabilização a níveis arbitrários de CO2 entre 450 e 1000 partes por milhão (ppm), e portanto não mostra nenhuma unidade no eixo de resposta

Uma catástrofe que se aproxima

Longo depois da estabilização dos níveis de dióxido de carbono, o clima continuará a mudar ainda mais por causa da sua inércia. Os modelos climáticos indicam que a temperatura do ar próximo à superfície subirá por pelo menos cem anos. O nível do mar continuará a subir durante vários séculos porque a água do mar se expande lentamente como resultado do aquecimento gradual do mar profundo, e porque as camadas continentais de gelo no Ártico e na Antártida provavelmente reagirão muito lentamente ao aquecimento da atmosfera, e as geleiras continuarão a derreter por muitos milênios. Portanto, levará muito tempo até que o nível do mar atinja um novo equilíbrio. Mas os cientistas também acreditam que é possível que, se o aquecimento for forte, a camada de gelo da Groenlândia possa derreter completamente dentro deste milênio e desaparecer no oceano. O manto de gelo pode, na verdade, partir-se e pedaços gigantescos caem no mar. As enormes quantidades de água doce poderiam causar uma mudança crítica na circulação oceânica, por exemplo, na Corrente do Golfo. Num cenário extremo, o nível do mar poderia subir mais de um metro por século, regionalmente ainda mais.
A inércia do sistema climático e o perigo de que a tendência seja irreversível deveriam ser razões suficientes para uma acção orientada para o futuro. Deve-se ter sempre em mente que os impactos das mudanças climáticas que são hoje mensuráveis ainda não refletem a extensão total das mudanças climáticas já causadas pelo homem no passado. A humanidade só começará a senti-los com intensidade dentro de algumas décadas, mas tem de agir imediatamente.1.5 > Para chamar a atenção para a ameaça do aquecimento global, o governo da República das Maldivas realizou uma reunião no fundo do mar no Outono de 2009, imediatamente antes da cimeira de Copenhaga.