Estudo confirma que humanos desequilibram saldo de energia da Terra

Nosso planeta está constantemente tentando equilibrar o fluxo de energia dentro e fora do sistema da Terra. Porém, as atividades humanas estão desequilibrando esse balanço, fazendo com que nosso planeta aqueça em resposta.

saldo de energia planetária
Um modelo de supercomputador da NASA mostra como os gases do efeito 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 altas são mostradas em vermelho.

A energia radiativa entra no sistema da Terra a partir da luz do sol que brilha em 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 então é emitido como energia radiativa térmica da mesma forma que o asfalto preto esquenta e irradia calor em um dia ensolarado. Eventualmente, essa energia também se dirige para o espaço, mas parte dela é reabsorvida por nuvens e gases de efeito 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 de efeito 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. Isso é chamado de forçante radiativa, e é a maneira dominante pela qual as atividades humanas estão afetando o clima.

A modelagem climática prevê que as atividades humanas estão causando a liberação de gases de efeito estufa e aerossóis que estão afetando o saldo de energia da Terra. Agora, um estudo da NASA confirmou essas previsões com observações diretas pela primeira vez: as forças radiativas estão aumentando devido às ações humanas, afetando o equilíbrio de energia do planeta e, em última análise, causando mudanças climáticas. O artigo foi publicado online em 25 de março de 2021, na revista Geophysical Research Letters.

"Este é o primeiro cálculo da forçante radiativa total da Terra usando observações globais, levando em consideração os efeitos dos aerossóis e gases do efeito estufa", disse Ryan Kramer, primeiro autor do artigo e pesquisador 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 quanto sai, fornecendo a variação líquida geral na radiação. Esses dados, em combinação com outras fontes de dados, como medições de calor do oceano, mostram que há um desequilíbrio de energia em nosso planeta.

Este estudo usou uma nova técnica para analisar quanto da mudança total de energia é causada por humanos. Os pesquisadores calcularam quanto do desequilíbrio foi causado por flutuações em fatores que ocorrem naturalmente, como vapor d'água, nuvens, temperatura e albedo da superfície (essencialmente o brilho ou refletividade da superfície da Terra). Os pesquisadores 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 forçamento radiativo.

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A equipe descobriu que as atividades humanas fizeram com que o forçamento 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 de efeito estufa de coisas como geração de energia, transporte e fabricação industrial. Aerossóis reflexivos reduzidos também estão contribuindo para o desequilíbrio.

"Criar um registro direto da forçante radiativa calculada a partir de observações nos permitirá avaliar o quão bem os modelos climáticos podem simular essas forçantes", disse Gavin Schmidt, diretor do Instituto Goddard de Estudos Espaciais (GISS) da NASA na cidade de Nova York.

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