Mudança climática é qualquer alteração de longo prazo nos padrões climáticos médios, global ou regionalmente. Como essa definição ampla sugere, as mudanças climáticas ocorreram muitas vezes na história da Terra e por muitas razões. As mudanças nos padrões globais de temperatura e clima vistas hoje, no entanto, são causadas pela atividade humana. E eles estão acontecendo muito mais rápido do que as variações climáticas naturais do passado.
Os cientistas têm muitas maneiras de rastrear o clima ao longo do tempo, e todos deixam claro que as mudanças climáticas atuais estão ligadas à emissão de gases de efeito estufa, como dióxido de carbono e metano. Esses gases são eficazes para reter o calor dos raios solares perto da superfície da Terra, assim como as paredes de vidro de uma estufa mantêm o calor no interior. Pequenas mudanças nas proporções de gases de efeito estufa no ar podem resultar em grandes mudanças em escala global.
Em média, o efeito dos gases de efeito estufa é aumentar as temperaturas globais. É por isso que a mudança climática às vezes é chamada de aquecimento global. Hoje, porém, a maioria dos pesquisadores prefere o termo mudança climática devido à variabilidade do tempo e do clima em todo o mundo. Por exemplo, o aquecimento da temperatura média global pode alterar o fluxo da corrente de jato, a principal corrente de ar que afeta o clima norte-americano, o que por sua vez pode levar a períodos sazonais de frio extremo em algumas áreas.
"É importante que as pessoas percebam que há muita variabilidade de um lugar para outro na Terra em termos de temperatura", disse Ellen Mosley-Thompson, paleoclimatologista do Centro de Pesquisa Climática e Clima Byrd da Universidade Estadual de Ohio. "Quando falamos sobre mudanças climáticas globais, estamos falando sobre mudanças de temperatura em grandes áreas".
Como os cientistas sabem que as mudanças climáticas são reais
O clima do passado é registrado em gelo, sedimentos, formações de cavernas, recifes de coral e até anéis de árvores. Os pesquisadores podem observar sinais químicos - como o dióxido de carbono preso nas bolhas dentro do gelo glacial - para determinar as condições atmosféricas no passado. Eles podem estudar o pólen fossilizado microscópico para aprender como a vegetação costumava prosperar em qualquer área, o que por sua vez pode revelar como era o clima. Eles podem medir anéis de árvores para obter um registro temporada a temporada de temperatura e umidade. As proporções de variantes químicas de oxigênio em corais e estalactites e estalagmites podem revelar padrões de precipitação no passado.
Diferentes tipos de registros naturais têm diferentes pontos fortes. Os sedimentos oceânicos não apresentam níveis de detalhes temporada a temporada ou mesmo ano a ano, mas podem fornecer imagens borradas do clima que datam de milhões de anos, disse Mosley-Thompson à Live Science. (Os núcleos mais antigos extraídos de sedimentos oceânicos datam de 65 milhões de anos, de acordo com o Smithsonian Institution.) Os registros das árvores são relativamente curtos, mas incrivelmente detalhados. E o gelo pode estar repleto de informações: as geleiras não apenas capturam gases atmosféricos na forma de bolhas de ar, mas também retêm poeira e outros sedimentos, grãos de pólen, cinzas vulcânicas e muito mais. À medida que o gelo fica mais velho e mais comprimido, o recorde pode se tornar confuso, disse Mosley-Thompson, mas o gelo mais novo pode fornecer uma visão ano a ano do que o clima estava fazendo.
As mudanças mais recentes no clima - desde o início da Revolução Industrial - também podem ser rastreadas diretamente. Manter registros de coisas como a temperatura da terra começou a melhorar no final do século XIX, e os capitães de navios começaram a manter uma grande quantidade de dados meteorológicos baseados no oceano em seus registros. O advento da tecnologia de satélites na década de 1970 proporcionou uma explosão de dados, cobrindo tudo, desde a extensão do gelo nos pólos à temperatura da superfície do mar e a cobertura de nuvens.
Como o clima está mudando
Tomados em conjunto, esses registros mostraram que o clima moderno está passando por uma rápida mudança em relação aos padrões do passado.
Antes da Revolução Industrial, havia cerca de 280 moléculas de dióxido de carbono para cada milhão de moléculas na atmosfera, uma medida conhecida como partes por milhão (ppm). Em 2018, o nível médio global de CO2 era de 407,4 ppm, mais de 100 ppm acima desse nível nos últimos 800.000 anos, segundo a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA). A última vez que o carbono atmosférico atingiu os níveis atuais foi de 3 milhões de anos atrás, segundo a NOAA.
A taxa de mudança no carbono atmosférico de hoje também é mais rápida do que no passado, segundo a NOAA. A taxa de aumento foi 100 vezes mais rápida nas últimas 60 décadas do que em qualquer outro período nos últimos milhões de anos - um período em que ocorreram oito grandes mudanças climáticas entre os ciclos glaciais, em que o gelo se expandiu dos pólos para as latitudes médias, e ciclos interglaciais, nos quais o gelo recuou para onde está hoje. E a taxa continua a aumentar. Na década de 1960, o carbono atmosférico aumentou em média 0,6 ppm por ano. Nos anos 2010, aumentou em média 2,3 ppm por ano.
A capacidade de captura de calor de todo esse carbono extra se traduziu no aumento da temperatura média global. De acordo com o Instituto Goddard de Estudos Espaciais (GISS) da NASA, a temperatura média da Terra aumentou pouco mais de 2 graus Fahrenheit (1 grau Celsius) desde 1880, uma medida precisa de um décimo de grau Fahrenheit. Assim como a taxa de aumento do carbono atmosférico, a taxa de aumento da temperatura global também está acelerando, de acordo com o Observatório da Terra da NASA: dois terços desse aquecimento ocorrem desde 1975.
Quais são os impactos das mudanças climáticas?
Esse aquecimento se traduziu em mudanças nos ecossistemas e ambientes da Terra. Entre as mudanças mais dramáticas ocorreram no Ártico, onde o gelo marinho está em declínio. Os níveis baixos e recordes de extensão de gelo têm sido o novo normal desde 2002, de acordo com a NASA, e estudos estão descobrindo que mesmo o mais antigo gelo marinho de vários anos está diminuindo rapidamente. Agora, os cientistas esperam o primeiro verão do Ártico sem gelo entre 2040 e 2060.
As geleiras estão recuando globalmente, principalmente nas latitudes médias, disse Mosley-Thompson. O Parque Nacional das Geleiras de Montana abrigava 150 geleiras em 1850. Hoje, existem apenas 25. Mosley-Thompson e sua equipe estimam que as últimas geleiras tropicais desaparecerão na próxima década.
O derretimento do gelo e a expansão das águas oceânicas devido ao calor já contribuíram para o aumento do nível do mar. De acordo com a NOAA, o nível médio do mar global aumentou de 21 a 24 centímetros desde 1880. A taxa de aumento está aumentando, de 1,4 milímetros por ano no século 20 para 3,6 mm por ano de 2006 a 2015. Segundo a NOAA, esse aumento do nível do mar se traduz em um aumento de 300% a 900% nas inundações na maré alta em áreas costeiras nos Estados Unidos.
A água do oceano absorve dióxido de carbono da atmosfera, o que cria uma reação química que causa a acidificação do oceano. O pH médio global das águas superficiais dos oceanos diminuiu 0,11 desde o início da Revolução Industrial, um aumento de 30% na acidez, de acordo com o Laboratório Ambiental Marinho do Pacífico da NOAA. O aumento da acidez do oceano torna mais difícil para os corais construir seus esqueletos de carbonato e para animais de concha, como amêijoas e alguns tipos de plâncton, para sobreviver.
A mudança climática está afetando o tempo do clima de primavera. A primeira primavera (conforme definida pelo crescimento e pelas temperaturas das plantas) registrada nos Estados Unidos foi em março de 2012. Os modelos climáticos sugerem agora que essas nascentes precoces poderiam ser a norma em 2015. Mas os congelamentos tardios provavelmente ainda ocorrerão, criando condições nas quais as plantas podem sair cedo e depois ser danificadas por temperaturas baixas. Os modelos climáticos também prevêem a exacerbação de tendências alarmantes em secas e incêndios florestais graças a temperaturas mais quentes.
Os modelos são uma ferramenta essencial para os cientistas climáticos, disse Kathie Dello, climatologista do estado da Carolina do Norte. Não há planeta comparável para a Terra, disse Dello, mas os modelos permitem que os cientistas criem versões virtuais do planeta para testar diferentes cenários. Embora o sistema terrestre seja complicado, esses modelos de computadores se mostraram capazes de prever o futuro. Um artigo de 2020 da revista Geophysical Research Letters descobriu que as previsões de modelos climáticos publicadas entre as décadas de 1970 e 2010 eram precisas quando comparadas com o aquecimento real que ocorreu após a publicação.
Podemos reverter as mudanças climáticas?
Um número crescente de líderes empresariais, funcionários do governo e cidadãos privados está preocupado com as mudanças climáticas e suas implicações, e está propondo medidas para reverter a tendência.
"Enquanto alguns argumentam que 'a Terra se curará', os processos naturais para remover esse CO2 causado pela humanidade da atmosfera funcionam na escala de tempo de centenas de milhares a milhões de anos", Josef Werne, geoquímico e paleoclimatologista da Universidade de Pittsburgh, disse. "Então, sim, a Terra se curará, mas não a tempo de nossas instituições culturais serem preservadas como são. Portanto, em nossos próprios interesses, devemos agir de uma maneira ou de outra para lidar com as mudanças climáticas. estamos causando ".
Se todas as emissões humanas de gases de efeito estufa parassem imediatamente, a Terra provavelmente ainda experimentaria mais aquecimento, sugerem alguns estudos, porque o dióxido de carbono permanece na atmosfera por centenas de anos. Existem propostas que teoricamente poderiam reverter parte desse aquecimento "bloqueado" pela remoção de dióxido de carbono da atmosfera, como captura e armazenamento de carbono, que envolve a injeção de carbono em reservatórios subterrâneos. Os advogados argumentam que a captura e o armazenamento de carbono são tecnologicamente viáveis, mas as forças do mercado impediram a adoção generalizada.
Se é possível remover ou não o carbono já emitido da atmosfera, impedir o aquecimento futuro exige a interrupção das emissões de gases de efeito estufa. O esforço mais ambicioso para impedir o aquecimento até agora é o Acordo de Paris. Este tratado internacional não vinculativo, que entrou em vigor em novembro de 2016, tem como objetivo manter o aquecimento "bem abaixo de 2 graus Celsius acima dos níveis pré-industriais e buscar esforços para limitar o aumento da temperatura ainda mais a 1,5 graus Celsius", de acordo com as Nações Unidas. Cada signatário concordou em estabelecer seus próprios limites de emissões voluntárias e em torná-los mais rígidos ao longo do tempo. Os cientistas climáticos disseram que os limites de emissões comprometidos pelo acordo não manteriam o aquecimento tão baixo quanto 1,5 ou até 2 graus C, mas que isso seria uma melhoria em relação ao cenário "como de costume".
Sob o governo Obama, os Estados Unidos prometeram limitar as emissões de gases do efeito estufa a menos de 28% dos níveis de 2005 até 2025. No entanto, o presidente Donald Trump anunciou logo após sua eleição que seu governo não honraria o Acordo de Paris. O governo Trump iniciou o processo formal de retirada do acordo em 2019.
Vários governos estaduais e locais lançaram seus próprios esforços para combater as mudanças climáticas. Por exemplo, 24 estados e Porto Rico aderiram à Aliança Climática dos EUA, comprometendo-se a cumprir as metas estabelecidas no Acordo de Paris.
"O governo federal, mesmo quando está operando bem, não é a instituição mais ágil", disse Dello. "Mas estados e cidades são um pouco mais flexíveis".
