O dia em que os eleitores do Brasil escolheram Jair Bolsonaro como seu novo presidente não foi um bom dia para os esforços para mitigar a mudança climática. Durante a campanha eleitoral, o declarado populista e aspirante a homem forte prometeu acabar com o "ativismo ambiental" de seus antecessores. Os governos brasileiros anteriores não eram exatamente defensores zelosos das medidas de combate às mudanças climáticas. Mas o que Bolsonaro prometeu implementar desde sua posse em janeiro de 2019 equivale a um ataque em grande escala às tentativas da comunidade internacional de limitar os efeitos dos gases de efeito estufa nas temperaturas futuras.

A floresta tropical é responsável por mais de 3 milhões de quilômetros quadrados do interior brasileiro, uma enorme área que compreende paisagens em grande parte intocadas - e no contexto das mudanças climáticas, um enorme sumidouro de carbono. As árvores absorvem dióxido de carbono (CO ₂ ), convertê-lo em biomassa e armazená-lo por longos períodos. Cerca de 10% da floresta primitiva do Brasil (uma área do tamanho da Alemanha) foi destruída nos últimos 30 anos ou mais. Os principais culpados têm sido o desmatamento - na melhor das hipóteses, semilegal - e desmatamento para agricultura. A floresta foi substituída por fazendas de gado e campos de soja. Os antecessores imediatos de Bolsonaro tomaram medidas para reduzir a taxa de perda de floresta nos últimos anos, mas esses esforços agora parecem condenados. Como disse o semanário alemão Die Zeit, "O cinturão verde do nosso planeta tem futuro?"

Julia Pongratz foi nomeada para a cadeira de Geografia Física e Sistemas de Uso do Solo na LMU no ano passado, e sua pesquisa está profundamente preocupada com esse assunto. Ela monitora o ritmo e a extensão dessas "mudanças no uso da terra" (o termo neutro preferido pelos pesquisadores do clima) nas florestas tropicais brasileiras e em outras partes do globo - e tenta quantificar os efeitos da conversão da floresta em terras cultiváveis ​​ou pastagens, ou floresta mista em monoculturas. Ela quer quantificar o impacto de tais mudanças, e as interações que se pode esperar que desencadeiem no efeito estufa. Mas ela também gostaria de saber quais formas de uso da terra e manejo florestal podem ajudar a reduzir a taxa de tendência ao aquecimento global.

A tendência é clara - para cima!

Pongratz mostra um gráfico que não é difícil de entender. Ele mostra uma única linha vermelha, e embora se possa discernir pequenas variações sazonais ou anuais, sua importância é clara e inegável. De fato, parece implicar que podemos nos despedir de qualquer esperança de moderar o ritmo do aquecimento global. O enredo retrata o aumento inexorável do nível de CO ₂ na atmosfera. A tendência é inconfundível - para cima. Só nos últimos 50 anos, a concentração desse gás de efeito estufa aumentou cerca de 20%. “Apesar dos acordos internacionais destinados a proteger o clima, não houve redução perceptível na taxa de aumento de CO ₂ na atmosfera, "diz Pongratz." Mas sem esses esforços, a inclinação da curva provavelmente seria ainda mais íngreme. "

De acordo com as análises de registros históricos realizadas pelo Global Carbon Project, do qual Pongratz é membro, as atividades humanas resultaram na liberação de aproximadamente 660 gigatoneladas de carbono desde 1750, que é cerca de 2,4 teratoneladas de CO ₂ . Mas o aumento realmente significativo do CO ₂ os níveis começaram com a industrialização, e desde então tem acelerado em um ritmo rápido. Apenas cerca de 40% dessas emissões permaneceram na atmosfera e contribuíram para o efeito estufa - mas esse valor está agora perto de 45%. Do resto, metade foi ocupada pelos oceanos e a outra metade pelos solos e vegetação.

Esses números já apontam para a importância da vegetação - e o papel preeminente das atividades humanas - para o clima do mundo. Antes de mudar para LMU, Julia Pongratz trabalhou neste tópico por vários anos no que é provavelmente o principal centro de pesquisa climática da Alemanha, o Instituto Max Planck (MPI) de Meteorologia em Hamburgo, onde liderou um Grupo de Pesquisa Emmy Noether Junior sobre "Gerenciamento Florestal e o Sistema Terrestre, "financiado pela Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).

Cerca de três quartos da superfície terrestre (sem gelo) da Terra estão diretamente expostos à influência humana. Ao longo da história, as pessoas eliminaram a vegetação original em cerca de um quarto desta área. Cerca de dois terços do restante estão agora sob vários modos de cultivo. Além disso, cerca de um quarto da produção primária líquida anual da Terra (ou seja, a quantidade de biomassa vegetal gerada anualmente) é consumida para atender às necessidades dos humanos. Esse nível de exploração do mundo natural tem impacto sobre o clima. Cerca de um terço de todo o CO ₂ liberado pelas atividades humanas até hoje pode ser atribuído à destruição da vegetação natural.

O efeito moderador da transpiração

Quão significativos são, então, os efeitos da destruição em grande escala da vegetação natural? No contexto das mudanças climáticas, a atenção tem sido focada quase exclusivamente na combustão de combustíveis fósseis para fornecer energia para fins de aquecimento, processos industriais e transporte. De fato, os combustíveis fósseis são atualmente a principal fonte de emissões de carbono. Mudanças no uso da terra representam cerca de 10 por cento da quantidade de CO ₂ emitido anualmente para a atmosfera, "diz Pongratz. Isso pode não parecer muito, mas outro fator entra em jogo aqui:a produção agrícola também está associada à liberação de gases de efeito estufa além do CO ₂ - óxido nitroso (N2O) de fertilizantes, metano (CH4) da pecuária e cultivo de arroz. Quando esses gases são incluídos, o uso da terra é responsável por quase um terço das emissões totais de gases de efeito estufa. Em muitos países de baixa renda e pouco industrializados, o uso da terra contribui mais para o efeito estufa do que a queima de combustíveis fósseis. E brasil, com uma superfície de 8,5 milhões de km ² , encabeça a lista de emissões atribuíveis ao uso da terra.

Assim, o desmatamento inevitavelmente perturba o ciclo do carbono. Além disso, não apenas os processos bioquímicos têm impacto sobre o efeito estufa, vários mecanismos puramente físicos também desempenham um papel. Por exemplo, o albedo do planeta (a fração da luz solar que é refletida de volta para o espaço) aumenta quando a densa folhagem das florestas é substituída por campos de trigo. Isso tem um efeito de resfriamento, mas é mais do que compensado pelo aquecimento que acompanha a perda de transpiração devido à redução da área foliar. Em uma floresta temperada, a proporção da área da folha para a área de superfície é de 7 para 1, e em uma floresta tropical pode chegar a 12:1. Portanto, a evaporação da água das folhas das árvores tem um efeito de resfriamento muito maior do que a transpiração de um campo plantado com uma safra de cereais.

Tão local, mudanças em pequena escala nos orçamentos de água e calor também podem ter um impacto em escalas muito maiores, porque a circulação atmosférica pode transportá-los para regiões mais remotas. O grupo de Pongratz desenvolveu recentemente uma forma de distinguir entre efeitos locais e remotos. "Até agora, os efeitos remotos têm sido freqüentemente ignorados porque os dados observacionais fornecem apenas informações sobre as variações locais. ¬– E isso não é tudo. O sistema climático não reage de forma linear, como aponta Pongratz. “Em termos de mudança nas temperaturas locais, faz diferença se os primeiros 10 por cento ou os últimos 10 por cento das árvores em uma floresta foram cortados. "

Como, então, o impacto das mudanças no uso da terra pode ser incorporado aos modelos climáticos? "Quando terminei meus estudos de graduação em 2005, acabava de ser possível simular o ciclo do carbono e os processos relacionados que são relevantes para o clima em modelos globais de grande escala. "Estes foram os primeiros modelos verdadeiros do" Sistema Terrestre ", que agora são comuns. Mas nos primeiros dias, eles eram revolucionários, "Pongratz explica. O MPI em Hamburgo desenvolveu seu próprio modelo, em que as interações entre a atmosfera, os oceanos e a vegetação poderiam ser simulados de forma realista. "Este tipo de modelo global acoplado é particularmente complexo e caro computacionalmente, " Ela adiciona.

Registros paroquiais fornecem dados para modelos climáticos

CO ₂ permanece na atmosfera por muito tempo e, ao contrário do metano, lá não é degradado quimicamente. Muito do CO ₂ emitido ao longo dos últimos milhares de anos ainda está lá, e deve ser adicionado às emissões atuais. Até 2005, ninguém havia tentado seriamente reconstruir a dimensão histórica do processo. Em seu Ph.D. tese, Julia Pongratz quantificou o crescimento do uso da terra em escala global, como um proxy para CO ₂ liberar, no período de 800 a 1850. O trabalho contou com fontes secundárias de documentação, usando registros como registros paroquiais para estimar os níveis populacionais anteriores à era dos dados precisos do censo. Dado que o comércio global era insignificante, esses dados permitem estimar a área total de terra sob uso agrícola, e a quantidade de floresta perdida com o desmatamento. Pongratz chegou a uma carga de emissões de cerca de 100 gigatoneladas para o milênio anterior ao início da industrialização em grande escala.

Em 2014, ela contribuiu para um projeto que fez com que os climatologistas repensassem seus modelos. O estudo demonstrou que o desmatamento e o manejo da terra realmente afetam o clima em graus muito semelhantes. "Mantendo uma floresta, mas administrar isso, alterando sua composição de espécies, pode alterar as temperaturas locais tanto quanto o desmatamento no atacado. Isso é algo que foi ignorado pelos cientistas do clima até aquele ponto, "diz Pongratz. No ano passado, um outro relatório no qual ela estava envolvida apareceu no principal jornal Natureza . Esse estudo mediu o efeito dos mesmos fatores na capacidade de armazenamento de carbono. Os autores concluíram que, na ausência de influência antropogênica, a vegetação em pé pode sequestrar aproximadamente 900 gigatoneladas de carbono. O número atual é da ordem de 450. A diferença pode ser atribuída mais ou menos igualmente às mudanças na cobertura e gestão do solo. "Em um terceiro artigo, confirmamos essas estimativas de ordem de magnitude em estudos de modelagem. Portanto, devemos estender nossos modelos globais para incluir o impacto da gestão da terra. "Mas essa é uma tarefa difícil - não apenas porque é difícil separar os efeitos locais dos remotos, mas também porque mais dados em escalas menores são necessários para refletir adequadamente a natureza do patchwork do uso da terra no solo.

Uma equipe de cientistas do clima reunida sob os auspícios das Nações Unidas está agora envolvida no Projeto Carbono Global, uma tentativa ambiciosa de construir um quadro detalhado e preciso da distribuição das emissões globais. Pongratz está coordenando seus esforços para estimar o nível de emissões atribuíveis ao uso da terra. Em um estudo, os pesquisadores planejam calcular o tamanho dos estoques de biomassa na Europa com base em dados de sensoriamento remoto. O objetivo é usar esses dados observacionais para construir modelos de alta resolução.

Pongratz também está associado ao Painel Internacional sobre Mudanças Climáticas (IPCC) - como coautor dos relatórios do IPCC e coordenador de dois projetos sobre o funcionamento do ciclo do carbono e sobre as mudanças no uso da terra. O título de trocadilho que ela escolheu para sua palestra inaugural na LMU reflete a extensão de seu compromisso pessoal:"Ackern für den Klimaschutz" (aproximadamente traduzível como "Trabalho de campo árduo para mitigação da mudança climática"). Mas sua palestra realmente tratou da questão de saber se formas específicas de uso da terra poderiam ajudar a limitar o impacto negativo da mudança climática o suficiente para colocar o processo sob controle.

Uma variante prática

Enquanto isso, as chamadas tecnologias de emissão negativa, que visam retirar carbono da atmosfera, armazenando-o em vários reservatórios, tornaram-se proeminentes. Uma variante verdadeiramente 'baseada no solo' dessa abordagem é simplesmente plantar árvores em grande escala. Um modelo desenvolvido por Pongratz e seu colega de Hamburgo Sebastian Sonntag sugere que, se isso fosse feito apenas em áreas que não são mais necessárias para a produção agrícola, o aumento do CO atmosférico ₂ os níveis projetados para o ano de 2100 poderiam ser reduzidos em uma extensão muito maior do que se pensava anteriormente. Um 'cenário plausível' indica que reduziria a temperatura média global em cerca de 0,3 graus C.

Como Pongratz agora vê, a questão é tão clara quanto urgente. Os esforços globais atuais para mitigar as mudanças climáticas são inadequados para a tarefa. Apenas algumas das metas estabelecidas no Protocolo de Quioto podem ser alcançadas. O Acordo de Paris de 2015 é ainda menos eficaz, porque permite que os países estabeleçam suas próprias metas de emissões. A menos que a população mundial, industriais e políticos mudam fundamentalmente sua abordagem para a gestão e utilização dos recursos naturais, essas medidas falharão - por uma grande margem - em cumprir sua meta definida de limitar o aumento da temperatura média global (em relação aos níveis pré-industriais) a 1,5 graus C. "Com base nas tendências atuais, o aumento será mais próximo de 3 graus C, "diz Pongratz.

"Não temos muito tempo para modificar fundamentalmente o sistema, "ela avisa. Os vários cenários que os pesquisadores ao redor do mundo testaram em seus modelos de computador concordam em um ponto:CO global líquido ₂ as emissões devem ser reduzidas a zero até meados do século, e ser ainda mais reduzido, para valores negativos, Depois disso. Para atingir esse objetivo, "as emissões devem atingir seu pico bem antes do ano 2030."

“Quando entrei no campo da pesquisa climática, "Julia Pongratz lembra, "simplesmente entender o funcionamento do sistema era o objetivo principal. Agora, com alvo de 1,5 ° em questão, meu trabalho tornou-se muito mais urgente. "As políticas favorecidas por Jair Bolsonaro são apenas um dos muitos obstáculos que se interpõem no caminho de uma resposta eficaz à mudança climática.