Qual é a essência do efeito estufa e qual é o seu perigo? É possível parar a mudança climática global e como fazê-lo?
Dos muitos problemas que a humanidade moderna enfrenta, a mudança climática é, sem dúvida, uma das mais significativas e sérias. O aquecimento global, um rápido declínio na biodiversidade, o efeito estufa, o derretimento das geleiras, que levam a um aumento no nível dos oceanos, podem ter conseqüências desastrosas e tornar a vida das pessoas no planeta simplesmente insuportável.
Cientistas alertam que o problema climático não pode mais ser colocado em segundo plano: até 2030, os danos ao ecossistema do planeta serão irreparáveis. Ou seja, você e eu temos apenas 12 anos. Se, num futuro próximo, as pessoas não encontrarem uma solução para esse problema, as conseqüências do aquecimento da atmosfera serão sentidas por séculos e até mesmo milênios. E isso não é uma questão de ecologia, mas a sobrevivência da humanidade. Por que está ficando mais quente em nosso planeta? Culpe o efeito do efeito estufa, que surgiu como resultado das atividades humanas.
Alguma teoria ou por que o planeta aquece?
O efeito estufa é o aquecimento das camadas inferiores da atmosfera da Terra, que ocorre devido a um aumento na concentração de certos gases nela. Sua essência é bastante simples: os raios do sol aquecem a superfície do planeta, mas, ao mesmo tempo, o calor permanece e não pode retornar ao espaço exterior - os gases interferem nisso. Como resultado desses processos, a temperatura do planeta aumenta.
Uma proporção significativa da radiação solar (até 75%), caindo na Terra, cai na parte visível e infravermelha próxima do espectro (400-1500 nm). A atmosfera praticamente não pega, e a energia térmica atinge livremente a superfície do nosso planeta. A Terra, aquecendo por sua vez, começa a emitir radiação com um comprimento de onda de 7,8-28 mícrons, que é emitido para o espaço, contribuindo para o resfriamento do planeta. A principal causa do efeito estufa é uma maior transparência atmosférica para a luz na faixa óptica do que no infravermelho. O fato é que alguns gases contidos no ar absorvem ou refletem a radiação que vem da Terra. Eles são chamados de estufa. Quanto maior sua concentração, mais calor solar permanece na atmosfera.
Gases com efeito de estufa perturbam o equilíbrio térmico do planeta, o que determina largamente o seu clima.
A essência do efeito estufa é bem conhecida dos moradores de verão e jardineiros, que têm estufas em seus terrenos. O esquema é muito parecido: os raios solares, entrando, aquecendo o solo, e o telhado e as paredes não permitem que o calor saia da estrutura. Portanto, em uma estufa, mesmo sem aquecimento, a temperatura é sempre maior que a externa.
Agora eles falam muito sobre aquecimento global e mudanças climáticas. Há uma opinião errônea de que a ocorrência do efeito estufa é um evento dos últimos anos ou décadas, e sua causa é exclusivamente a atividade humana. Este efeito é inerente a qualquer atmosfera, e sem ela a vida na Terra teria sido impossível.
De fato, nosso problema é o rápido aumento do efeito estufa observado nos últimos anos. Este processo pode levar a resultados desastrosos.
A história do estudo desta questão
O estudo do problema do efeito estufa começou na primeira metade do século XIX. Em 1827, foi publicado o trabalho de Joseph Fourier “Uma nota sobre as temperaturas do globo e outros planetas”, onde ele examinou em detalhes os mecanismos de formação do clima, bem como os fatores que o afetam. Este cientista descreveu pela primeira vez o fenômeno do efeito estufa, usando como modelo um vaso de vidro exposto à luz solar. O vidro é quase opaco à radiação infravermelha, então essa experiência demonstra com bastante precisão a essência do fenômeno. O próprio conceito do efeito estufa entrou em uso científico muito mais tarde.
Mais tarde, esses estudos foram continuados pelo físico sueco Arrhenius. Foi ele quem desenvolveu a teoria de que a diminuição da concentração de dióxido de carbono no ar é uma das causas mais importantes das idades do gelo na história do planeta.
No entanto, o estudo ativo do efeito estufa e os efeitos desse fenômeno começaram apenas na segunda metade do século passado. Os cientistas estudaram a mudança no fluxo de radiação solar que ocorre quando a quantidade de gases do efeito estufa no ar aumenta. Agora, para simular os processos ocorridos na atmosfera, foram utilizados os computadores mais modernos e avançados. Mas seu poder muitas vezes não é suficiente, porque o clima planetário é um sistema extremamente complexo e ainda não totalmente estudado.
Nas últimas décadas, no nível internacional, os primeiros passos sérios foram dados para resolver esse problema. Em 1992, foi adotada a Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima. Em 1997, o Protocolo de Quioto e o Acordo de Paris (2015) foram adicionados a ele. Sobre este documento regulam medidas para reduzir as emissões.
Gases com efeito de estufa e outras causas de aquecimento
Os cientistas acreditam que o efeito estufa ocorre devido aos seguintes gases:
- metano;
- dióxido de carbono;
- vapor de água;
- ozono
A maior contribuição para o aumento da temperatura global é feita pelo vapor de água (de 36 para 72%), seguido pelo CO2 (aproximadamente 9-26%), seguido pelo metano (4-9%) e ozônio (de 3 a 7%). Outros gases têm concentrações extremamente baixas no ar, portanto sua influência nos processos climáticos é mínima.
A quantidade de vapor de água depende fortemente da temperatura das camadas inferiores da atmosfera. Quanto mais baixo, menor a umidade e mais fraco o efeito estufa. Nesse caso, o excesso de umidade se transforma em uma camada de gelo de neve nos pólos do planeta, aumentando sua refletividade (albedo) e tornando o ar ainda mais frio. Assim, o aquecimento global (ou resfriamento) é um processo auto-sustentável, que sob certas condições pode continuar aumentando e se desenvolver muito rapidamente. Para começar, você só precisa de um "gatilho", e o fator antropogênico pode muito bem se tornar eles. Neste caso, estamos lidando com um exemplo típico de feedback positivo.
Os períodos de aquecimento e resfriamento que ocorreram anteriormente em nosso planeta estão perfeitamente correlacionados com a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera. Seu aumento leva ao aumento do efeito estufa e ao aumento prolongado da temperatura.
Além disso, as partículas de fuligem e de aerossol sólido que entram na atmosfera superior também afetam o equilíbrio de calor da Terra. Suas principais fontes são atividade vulcânica e emissões industriais. Poeira e fuligem interferem na penetração da luz solar, o que reduz a temperatura do planeta.
De onde vêm os gases do efeito estufa?
Atualmente, existe um consenso entre os cientistas de que a atual mudança climática está associada a um aumento na quantidade de dióxido de carbono na atmosfera e no efeito estufa - uma conseqüência desse processo. E o aquecimento vem acontecendo há muito tempo. A principal razão para o aumento do efeito estufa é a atividade humana, que se tornou um poderoso fator planetário. Desde o início da revolução industrial - isto é, nos últimos 250-300 anos - as concentrações de metano e dióxido de carbono na atmosfera aumentaram em 149% e 31%, respectivamente. Aqui estão as principais fontes de gases de efeito estufa:
- O rápido crescimento da indústria. A principal fonte de energia para nossas fábricas, fábricas e veículos são os combustíveis fósseis - petróleo, gás natural e carvão. Como resultado de seu uso, o dióxido de carbono é formado, o que aumenta o efeito estufa. Cerca de metade dos gases produzidos no curso da atividade econômica humana permanecem na atmosfera, o restante é absorvido pela vegetação oceânica e terrestre. Todos os anos a população da Terra aumenta e, portanto, requer mais e mais alimentos, bens industriais, carros, o que leva a uma emissão ainda maior de dióxido de carbono, para que o fenômeno do efeito estufa aumente. E se, no último século, a temperatura subiu 0,74 graus, então, no futuro, os cientistas prevêem um crescimento de 0,2 graus para cada década;
- Desmatamento e desenvolvimento agrícola. Outra razão importante para aumentar a concentração de CO2 na atmosfera é a destruição maciça de florestas. No processo de fotossíntese, as árvores absorvem dióxido de carbono e liberam oxigênio, sendo um regulador natural das concentrações de gases de efeito estufa. O desmatamento é necessário principalmente para obter novas terras aráveis, a fim de alimentar a população humana em rápido crescimento. A agricultura também adiciona sua contribuição ao aumento da temperatura global. O gado está associado à formação de uma enorme quantidade de metano, que ultrapassa o dióxido de carbono em suas propriedades de efeito estufa;
- Aterros sanitários Espera-se que o crescimento populacional aumente o desperdício. Hoje, os aterros são ocupados por vastos territórios ocupando milhares de hectares. Cada um deles emite dezenas de milhares de metros cúbicos de metano e dióxido de carbono na atmosfera. Uma solução eficaz para este problema ainda não existe - significa que as emissões de "gases de lixo" só irão crescer.
O que ameaça o efeito estufa?
A história da Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos e, durante todo esse tempo, o clima do planeta vem mudando constantemente. Em algumas épocas, vegetação tropical exuberante cobria de pólo a pólo, em outros, era uma bola coberta com uma camada de gelo de vários metros. Comparado com esses cataclismos, um aumento de um ou dois graus na temperatura parece ser uma ninharia real: você vai pensar, nós também economizaremos aquecimento! Mas nem tudo é tão simples, as conseqüências da mudança climática podem se tornar muito mais sérias, aqui estão algumas delas:
- Um aumento na temperatura levará ao derretimento das geleiras e a um aumento no nível das águas dos oceanos, o que ameaça inundar grandes áreas. É claro que o planeta não se transforma em um "mundo da água", mas muitas cidades e territórios costeiros podem sofrer. Poucas pessoas sabem, mas desde o início do século 20 o nível do oceano subiu 17 cm, e desde meados dos anos 90 essa taxa de subida aumentou para 3,2-3,4 mm por ano. Este problema é agravado pelo fato de que a maioria da população da Terra vive em áreas costeiras, há também uma proporção significativa da economia mundial;
- Um aumento na temperatura levará inevitavelmente a mudanças na distribuição da precipitação, bem como a sua quantidade. E esse resultado é provavelmente ainda mais grave do que a inundação de certos territórios. Em algumas áreas do globo, as chuvas tornar-se-ão raras e gradualmente se transformarão em desertos, enquanto em outros, os moradores sofrerão com furacões, inundações, tsunamis e outros desastres regulares. Segundo os cientistas, um aumento adicional na temperatura do ar levará a menores rendimentos das principais culturas nas regiões tropicais e subtropicais do planeta, o que pode levar à fome e agitação social;
- Temperaturas mais altas afetam negativamente a saúde das pessoas. Os médicos esperam um aumento no número de doenças cardiovasculares, doenças respiratórias e até mesmo transtornos mentais.
O efeito estufa e suas possíveis conseqüências afetarão seriamente não apenas os seres humanos, mas também o ecossistema do planeta como um todo. A mudança climática privará muitas espécies de seu alcance habitual, e não é um fato que todos os nossos “irmãos menores” serão capazes de se adaptar a tais mudanças dramáticas. O desaparecimento de algumas espécies irá quebrar as cadeias alimentares habituais, o que pode levar a um verdadeiro "efeito dominó". Aumentar a concentração de dióxido de carbono na atmosfera e aumentar a temperatura do ar leva à acidificação do oceano, o que afeta negativamente todos os que nele vivem.
Como lidar com isso?
O homem experimentou repetidamente a mudança climática. Além disso, eles foram uma das forças motrizes do progresso histórico. Secas e inundações mais do que uma ou duas vezes causaram guerras e revoluções, migrações em massa de povos, o declínio de estados e civilizações inteiras. Como evitar as conseqüências catastróficas que nos esperam no caso de uma séria mudança climática? Existe uma chance de reduzir o chamado efeito estufa? O que pode ser feito para isso?
Hoje sabemos todos os fatores que levam ao acúmulo de gases de efeito estufa e um aumento na temperatura do ar. Será muito difícil reverter a tendência atual, pois exigirá os esforços de toda a humanidade e uma reestruturação radical da economia global. Para começar, você só precisa entender que o efeito estufa é um problema global que ameaça não todos os estados, mas todas as pessoas.
Especialistas acreditam que as seguintes medidas são necessárias para reduzir as emissões de gases de efeito estufa na atmosfera:
- É necessário reconstruir fundamentalmente o setor de energia e reduzir a quantidade de emissões industriais. A principal fonte de CO2 hoje é a queima de combustíveis fósseis: petróleo, carvão e gás. Para reduzi-los, a humanidade precisa mudar para a chamada energia renovável: o sol, o vento, a água. Nos últimos anos, sua participação no saldo global vem crescendo rapidamente, mas essas taxas claramente não são suficientes. Também precisamos abandonar o uso de carros com motores de combustão interna e transferir para veículos elétricos. É claro que todos os itens acima exigem investimentos multibilionários e dezenas de anos de trabalho árduo. Mas você tem que começar hoje;
- Melhorar a eficiência energética, e isso se aplica à produção industrial e à produção de energia, além de serviços habitacionais e comunitários. A intensidade de energia dos produtos deve ser reduzida significativamente. Precisamos de novas tecnologias que não prejudiquem o meio ambiente. Até mesmo o isolamento básico de fachadas de edifícios, a instalação de janelas modernas e a substituição de plantas de aquecimento podem ter um efeito significativo em termos de economia de energia e, portanto, reduzir os custos de combustível e reduzir as emissões nocivas;
- Uma maneira muito eficaz de combater o efeito estufa é reduzir o desperdício. Uma pessoa deve aprender a usar os recursos novamente, isso permitirá eliminar os aterros, que são uma fonte séria de metano, ou pelo menos reduzir significativamente seu volume;
- É necessário parar a destruição predatória das florestas e envolver-se na restauração de áreas verdes. O abate deve ser acompanhado pela plantação de novas árvores.
A luta contra o efeito estufa e o crescimento da temperatura média anual devem ser conduzidos em nível internacional, em estreita cooperação entre diferentes países. Os primeiros passos nessa direção já foram dados e o movimento deve continuar. Os cientistas propõem consolidar a luta contra as alterações climáticas ao nível das constituições dos estados. O papel das organizações não-governamentais que constantemente levantam esse tópico também é ótimo. Devemos entender claramente quão pequeno é o nosso planeta e quão vulnerável é para o homem.
