Observações diretas confirmam que os humanos estão desequilibrando o orçamento de energia da Terra
p Um modelo de supercomputador da NASA mostra como os gases de efeito estufa como o dióxido de carbono (CO2) - um dos principais motores do aquecimento global - flutuam na atmosfera da Terra ao longo do ano. As concentrações mais altas são mostradas em vermelho. Crédito:Estúdio de Visualização Científica da NASA / Escritório Global de Modelagem e Assimilação da NASA
p A Terra está com um orçamento - um orçamento de energia. Nosso planeta está constantemente tentando equilibrar o fluxo de energia dentro e fora do sistema da Terra. Mas as atividades humanas estão desequilibrando isso, fazendo nosso planeta aquecer em resposta. p 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 é então emitida como energia térmica radiativa da mesma forma que o asfalto preto fica quente e irradia calor em um dia ensolarado. Eventualmente, essa energia também se dirige para o espaço, mas parte dela é reabsorvida pelas nuvens e gases do efeito estufa na atmosfera. A energia absorvida também pode ser emitida de volta para a Terra, onde vai aquecer ainda mais a superfície.
p Adicionar mais componentes que absorvem radiação - como gases de efeito estufa - ou remover aqueles que os refletem - como aerossóis - prejudica 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 forçamento radiativo, e é a forma dominante pela qual as atividades humanas estão afetando o clima.
p A modelagem climática prevê que as atividades humanas estão causando a liberação de gases de efeito estufa e aerossóis que estão afetando o orçamento 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 energético do planeta e, em última instância, causando mudanças climáticas. O artigo foi publicado online em 25 de março de 2021, no jornal
Cartas de pesquisa geofísica .
p Uma animação simplificada do equilíbrio de energia planetária da Terra:o orçamento de energia de um planeta é equilibrado entre a radiação que entra (amarelo) e a que sai (vermelho). Na terra, processos naturais e causados pelo homem afetam a quantidade de energia recebida e também emitida de volta para o espaço. Este estudo filtra variações no orçamento de energia da Terra devido aos processos de feedback, revelando as mudanças de energia causadas por aerossóis e emissões de gases de efeito estufa. Crédito:Laboratório de imagem conceitual do Goddard Space Flight Center da NASA
p "Este é o primeiro cálculo da forçante radiativa total da Terra usando observações globais, contabilizando os efeitos dos aerossóis e gases de 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. "É uma evidência direta de que as atividades humanas estão causando mudanças no orçamento de energia da Terra."
p 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, dando a variação líquida geral na radiação. Esses dados, em combinação com outras fontes de dados, como medições de calor do oceano, mostra que há um desequilíbrio de energia em nosso planeta.
p "Mas não nos diz quais fatores estão causando mudanças no balanço de energia, "disse Kramer.
p 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 muitas vezes ocorrem naturalmente, como vapor de água, nuvens, temperatura e albedo da superfície (essencialmente o brilho ou refletividade da superfície da Terra). Por exemplo, o instrumento Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) no satélite Aqua da NASA mede o vapor d'água na atmosfera terrestre. O vapor de água absorve energia na forma de calor, portanto, as mudanças no vapor d'água afetarão a quantidade de energia que sai do sistema terrestre. Os pesquisadores calcularam a mudança de energia causada por cada um desses fatores naturais, em seguida, subtraiu os valores do total. A porção restante é o forçamento radiativo.
p Outros satélites e instrumentos - como o CERES - monitoram a energia que chega do Sol e a energia que é emitida de volta ao espaço. Crédito:Estúdio de Visualização Científica da NASA
p A equipe descobriu que as atividades humanas fizeram com que a força radiativa na Terra aumentasse em cerca de 0,5 Watts por metro quadrado de 2003 a 2018. O aumento é principalmente das emissões de gases de efeito estufa de coisas como a geração de energia, transporte e manufatura industrial. Aerossóis reflexivos reduzidos também estão contribuindo para o desequilíbrio.
p A nova técnica é computacionalmente mais rápida do que os métodos baseados em modelos anteriores, permitindo aos pesquisadores monitorar o forçamento radiativo em tempo quase real. O método pode ser usado para rastrear como as emissões humanas estão afetando o clima, monitorar o quão bem os vários esforços de mitigação estão funcionando, e avaliar modelos para prever mudanças futuras no clima.
p "A criação de 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. "Isso nos permitirá fazer projeções mais confiantes sobre como o clima mudará no futuro."
