efeito estufa, camada de ozonio

Efeito Estufa, Camada de Ozônio e
Mudanças Climáticas: o que significam?
Vanessa Silveira Barreto Carvalho, Sâmia Regina Garcia Calheiros,
Marcelo de Paula Corrêa, Roger Rodrigues Torres
Temas relacionados às Ciências Atmosféricas como efeito estufa, mudanças
climáticas e aquecimento global, camada de ozônio, dentre outros, têm obtido
grande destaque na mídia e na sociedade
como um todo. Mas o que realmente cada um destes termos significa? Porque só
agora esses temas ganharam destaque?
Existe realmente fundamento cientifico
por trás disso?
Camada de Ozônio
Antes de falarmos sobre a camada de ozônio, é importante lembrarmos
que o ozônio é um gás raro, isto é, as
concentrações desse gás no planeta Terra representam apenas 0,0000006% de
todo o volume da atmosfera. Ou seja, a
cada 10 milhões de litros de ar, apenas 6
litros são de ozônio, aproximadamente.
Para termos uma ideia do que isso representa, se pudéssemos concentrar todo o
ozônio da atmosfera em um recipiente,
de um metro por um metro de lado, a
altura da camada de ozônio seria algo
entre 2 a 5 milímetros. Portanto, quando
falamos de ozônio, estamos falando de
um gás cujas concentrações são muito
pequenas. Porém, mesmo nessas quantidades, trata-se de um gás fundamental
para que a vida no planeta exista na forma como a conhecemos.
Mas, porque o ozônio é tão importante? Pois se trata do principal responsável pela absorção da radiação ultravio-
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leta (R-UV) emitida pelo Sol. Em grandes
quantidades, esse tipo de radiação pode
ser fatal para quase todo ser vivo, sendo
inclusive utilizada para esterilizar água e
materiais cirúrgicos. Porém, a camada de
ozônio absorve com grande eficiência a
porção mais nociva da R-UV. Apenas uma
pequena fração desse tipo de radiação
atinge a superfície terrestre e, por esse
motivo, o uso de protetores solares é recomendado pelos médicos. Afinal, é esse tipo de radiação a responsável pelo
câncer de pele, queimaduras solares,
dentre outras enfermidades da pele e
dos olhos.
Uma vez conhecidas as principais
características do ozônio, voltemos à camada que leva seu nome. A camada de
ozônio é o nome atribuído a uma região
de alta concentração desse gás, localizada na estratosfera terrestre, isto é, entre
20 e 40 km de altitude. Entre 85 a 90%
de todo o volume de ozônio presente
na atmosfera terrestre está concentrado nesta região. Os outros 10 a 15% se
distribuem a partir da superfície, onde o
ozônio pode apresentar concentrações
razoavelmente elevadas, porém, inferiores às presentes na camada de ozônio.
Esta camada manteve-se praticamente inalterada durante milhares de
anos, uma vez que os ciclos de produção
e de destruição desse gás mantiveram-se
bem equilibrados. Porém, em experiências realizadas nas regiões polares em
meados da década de 1980, cientistas
observaram que a camada de ozônio
sofria uma forte diminuição de seu conteúdo no início da primavera, retornando
aos níveis normais no início do verão. Pior
ainda, dados de satélites mostravam que
o ozônio sofria uma pequena diminuição
em sua concentração em todo o planeta.
Ou seja, uma situação que poderia expor
os seres humanos a grandes quantidades
de R-UV. A essa diminuição drástica e sazonal (sazonal diz respeito à variação das
estações no decorrer do ano) do ozônio
em regiões polares, deu-se o nome de
buraco da camada de ozônio.
Diversas hipóteses foram formuladas para explicar o fenômeno, mas uma
das teorias mostrava que um conjunto
de gases artificiais, criados e amplamente utilizados pelo homem desde os anos
1960, era o principal responsável pelo
problema. Esses gases, conhecidos como CFCs (sigla para clorofluorcarbonos),
quando atingem a atmosfera, se dissociam e liberam cloro (Cl) que destrói o
ozônio com uma eficiência assustadora.
A liberação do cloro pelo CFC depende
de situações atmosféricas bem características: a) temperaturas muito baixas; b)
luz solar; e, c) tempo para que a reação
ocorra. Ou seja, situações comuns nas
regiões polares, principalmente na primavera, pois apesar da presença de luz
solar, as temperaturas da estratosfera
ainda estão muito baixas.
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Ahrens, C. D. Essentials of Meteorology, An Invitation to
the Atmosphere. Belmont: Brooks/Cole, 2000. 464 p.
A situação era crítica, pois todos os refrigeradores, congeladores, aparelhos de ar-condicionado, sprays e aerossóis, dentre outros, eram produzidos
com esse tipo de gás. O “buraco”, antes restrito aos polos, estava se expandindo e poderia levar o planeta a uma situação de perigo. Com a comprovação
desta teoria, em 1987 um tratado internacional foi assinado por quase todos
os países da Organização das Nações Unidas (ONU) e entrou em vigor em
1989. Esse tratado, denominado Protocolo de Montreal, proibiu a fabricação
de CFCs e propôs a substituição por outras tecnologias. Esse exemplo de cooperação internacional possibilitou a regressão das emissões de CFCs em todo
o planeta, a contenção da expansão da destruição do ozônio e, o mais importante, é que os estudos científicos mostram que os níveis de ozônio estão
gradativamente voltando à situação original.
Efeito Estufa
A definição do termo efeito estufa está relacionada com o princípio de
funcionamento de uma estufa, que seria uma estrutura desenvolvida para reter
calor. O termo é utilizado desde o século XIX para descrever um fenômeno
natural associado à propriedade de que alguns gases possuem de absorver
radiação de onda longa, isto é, aquele tipo de radiação associada com a sensação de calor. Esses gases, denominados gases de efeito estufa (GEE), são
o vapor d’água, o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso
(N2O), o ozônio (O3) e os clorofluorcarbonos (CFCs). Essa absorção da radiação
emitida pela superfície e pela própria atmosfera é fundamental para o aquecimento do planeta. Sem o efeito estufa, a vida na Terra não seria possível,
pois, sem este, a temperatura média na superfície seria de, aproximadamente,
-18ºC. Portanto, esses gases são fundamentais para manter o planeta em condições de abrigar todos os seres vivos.
Contudo, nas últimas décadas, o efeito estufa passou a ter uma conotação negativa, sendo associado com as mudanças climáticas e o aquecimento
global. Isso se deve ao fato de que, com a intensa e crescente emissão de GEE
pelas atividades humanas, o efeito estufa tem-se intensificado, fazendo com
que a temperatura do planeta aumente e algumas mudanças no clima da Terra
ocorram. Desde a revolução industrial (1850) até os dias atuais, a concentração dos GEE tem aumentado significativamente. Por exemplo, a concentração
de CO2 aumentou em mais de 35%, enquanto que a de CH4 aumentou mais de
2,5 vezes.
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Mudanças Climáticas
Desde a sua formação, cerca de 4,6
bilhões de anos atrás, a Terra sofreu inúmeras mudanças em seu clima, nas quais
o homem não exerceu nenhuma interferência. Essas mudanças, ditas como
naturais, foram devidas principalmente
a variações na estrutura e composição
da Terra durante sua formação, deriva
dos continentes, variações nos parâmetros orbitais (por exemplo, na inclinação
do seu eixo de rotação e/ou características da órbita que a Terra faz ao redor
do Sol) e erupções vulcânicas, devido ao
lançamento de partículas que ficam suspensas no ar por até vários meses. Tais
variações, cíclicas na maioria dos casos,
implicaram em grandes mudanças na
temperatura do planeta, e foram responsáveis, por exemplo, pelas Eras Glaciais
ou Eras do Gelo. No entanto, exceto para
as erupções vulcânicas, estas mudanças
ocorreram a cada dezena de milhares
de anos, ou seja, muito lentas para serem percebidas durante a vida dos seres
humanos. Por essa razão, as mudanças
climáticas que os cientistas vêm observando nas últimas décadas são mais
intensas do que aquelas observadas por
algum fator natural conhecido.
Com o avanço dos estudos sobre o
tema nos últimos anos, a grande maioria dos cientistas ao redor do mundo dá
como certo o fato de que as atividades
humanas são as principais responsáveis
pelas mudanças climáticas observadas.
Tais mudanças são conhecidas como
mudanças climáticas antropogênicas. A
influência dos seres humanos nas modificações da composição da atmosfera e
da superfície dos continentes (litosfera)
durante os últimos séculos tornou-se
tão marcante a ponto de constituir uma
nova era geológica conhecida como “antropoceno”, termo criado pelo famoso
químico da atmosfera Paul Crutzen, ga-
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nhador do prêmio Nobel de Química em
1995.
Com o objetivo de melhor entender
e tentar projetar as mudanças climáticas
para as próximas décadas, a Organização
Meteorológica Mundial e o Programa das
Nações Unidas para o Meio Ambiente
criaram em 1988 o Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (da sigla
em inglês, IPCC). O IPCC constitui-se
de um grupo de centenas de cientistas, de diferentes origens ao redor do
mundo, que se reúnem periodicamente
para discutir sobre as mudanças climáticas. Nessas reuniões são avaliados o
conhecimento atual sobre o tema e são
elaborados relatórios técnicos sobre
possíveis impactos das mudanças climáticas no homem e na biodiversidade do
planeta, tentando auxiliar os políticos e
tomadores de decisão no delineamento
de medidas adaptativas e sustentáveis
para o desenvolvimento dos países.
Segundo as informações contidas
no quarto e último relatório do IPCC, publicado em 2007, os cientistas concluem
que, muito provavelmente, as emissões
de gases de efeito estufa antropogênicos
afetaram o clima da Terra no século XX e
continuarão a fazê-lo de modo cada vez
mais acentuado neste século. A temperatura média global nos últimos cem anos
aumentou em aproximadamente 0,7ºC,
estando a maior parte deste incremento situado na última metade do século,
acompanhando o enorme aumento de
emissões antrópicas nesse período. Segundo as projeções climáticas para o
final do século XXI, contidas neste relatório, o aumento da temperatura média
poderá atingir entre 1 a 4ºC, acompanhado de um aumento de precipitação
em torno de 2 a 6%. Além disso, estas
projeções indicam também que boa
parte dessas mudanças na temperatura
e precipitação ao redor do planeta virá
na forma de eventos extremos mais frequentes, tais como ondas de calor, secas
e chuvas intensas, que causam enormes
prejuízos para a economia e população
em geral.
O Brasil está entre as regiões do planeta que mais poderão ser afetadas pelas
mudanças climáticas projetadas para o
final deste século. Esta região é vulnerável aos extremos climáticos atuais e
poderá ser profundamente afetada nesta
perspectiva de aquecimento global. Com
uma economia fortemente baseada na
exportação de produtos agrícolas, uma
matriz energética dominada por energias renováveis altamente susceptíveis
às variações climáticas e com inúmeros
problemas socioambientais associados aos padrões de desenvolvimento e
transformações do espaço, essa região
sofre constantemente com eventos extremos de temperatura e precipitação
que causam enormes danos econômicos
e inúmeras perdas humanas. Recorrentes
chuvas e deslizamentos presenciados na
região sudeste, sucessão de intensas
secas e enchentes na região amazônica e Nordeste, e recorrência anual de
epidemias de dengue por todo o Brasil,
revelam quão despreparado o país está
para enfrentar os problemas decorrentes
de uma possível mudança climática. Tal
fato reforça a importância da discussão
do tema na sociedade brasileira, de tal
forma que mudanças de costume no
uso dos recursos naturais do planeta e
medidas adaptativas para redução de
vulnerabilidade devam ser tomadas o
mais rápido possível para que maiores
prejuízos sejam evitados.
Dra. Vanessa Silveira Barreto Carvalho, doutora em Ciências Atmosféricas pela USP; Dr.
Marcelo de Paula Correa, doutor em Ciências Atmosféricas pela USP; Dra. Sâmia Garcia
Calheiros, doutora em Meteorologia pelo INPE;
MSC. Roger Rodrigues Torres, mestre em Meteorologia pelo INPE. Professores do Instituto
de Recursos Naturais - Universidade Federal de
Itajubá.
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