O clima da Terra está mudando e o clima global deverá continuar a mudar ao longo deste século e além.

 

A reportagem é publicada por Climate Change Knowledge Portal e reproduzida por EcoDebate, 06-09-2022. A tradução e a edição são de Henrique Cortez. 

 

A magnitude das mudanças climáticas para além das próximas décadas dependerá principalmente da quantidade de gases de efeito estufa (que retêm o calor) emitidos globalmente e da incerteza remanescente na sensibilidade do clima da Terra a essas emissões. Com reduções significativas nas emissões de gases de efeito estufa (GEEs), o aumento médio anual da temperatura global pode ser limitado a 2°C ou menos. No entanto, sem grandes reduções nessas emissões, o aumento das temperaturas globais médias anuais, em relação aos tempos pré-industriais, pode chegar a 5°C ou mais até o final deste século.

 

O clima global continua a mudar rapidamente em comparação com o ritmo das variações naturais do clima que ocorreram ao longo da história da Terra. Tendências na temperatura média global, aumento do nível do mar, conteúdo de calor no alto do oceano, derretimento do gelo terrestre, gelo do mar ártico, profundidade do degelo sazonal do permafrost e outras variáveis ​​climáticas fornecem evidências consistentes de um planeta em aquecimento. Essas tendências observadas são robustas e confirmadas por vários grupos de pesquisa independentes em todo o mundo.

 

As observações do sistema climático são baseadas em medições físicas e biogeoquímicas diretas e sensoriamento remoto de estações terrestres e satélites. Informações derivadas de arquivos paleoclimáticos fornecem um contexto de longo prazo dos climas passados. Diferentes tipos de evidências ambientais são usados ​​para entender como era o clima do passado da Terra e por quê. Registros de condições climáticas históricas são preservados em anéis de árvores, trancados em esqueletos de recifes de corais tropicais, selados em geleiras e calotas polares e enterrados em sedimentos laminados de lagos e oceanos. Os cientistas podem usar esses registradores ambientais para estimar condições passadas, estendendo nossa compreensão do clima de centenas a milhões de anos. As observações em escala global da era instrumental começaram em meados do século XIX, e reconstruções paleoclimáticas estendem o registro de algumas quantidades de centenas a milhões de anos. Juntos, isso fornece uma visão abrangente da variabilidade e das mudanças de longo prazo na atmosfera, no oceano, na criosfera e na superfície terrestre.

 

Paleoclima

 

Reconstruções de arquivos paleoclimáticos permitem que mudanças atuais na composição atmosférica, nível do mar e sistemas climáticos (incluindo eventos extremos como secas e inundações), bem como projeções de climas futuros, sejam colocadas em uma perspectiva mais ampla da variabilidade climática passada. As informações climáticas passadas também documentam o comportamento de componentes lentos do sistema climático, incluindo o ciclo do carbono, as camadas de gelo e o oceano profundo, para os quais os registros instrumentais são curtos em comparação com suas escalas de tempo características de respostas a perturbações, informando assim sobre mecanismos de mudanças abruptas e irreversíveis. mudanças. Registros climáticos nos últimos séculos e milênios indicam que as temperaturas médias nas últimas décadas em grande parte do mundo foram muito mais altas e aumentaram mais rapidamente durante esse período.

 

O paleoclima pode nos ajudar a entender as mudanças climáticas em uma escala de tempo geológica, em vez de algumas gerações humanas. A Figura 1 apresenta a reconstrução paleoclimática para o Hemisfério Norte (NH), que revela as temperaturas médias anuais, para o período 1983-2012 foi muito provavelmente o período de 30 anos mais quente dos últimos 800 anos e provavelmente o período de 30 anos mais quente dos últimos 1400 anos.

a) mostra o forçamento radiativo devido a gases de efeito estufa vulcânicos, solares e bem misturados (WMGHGs). Cores diferentes ilustram os dois conjuntos de dados existentes para forçamento vulcânico e quatro estimativas de forçamento solar e a linha cinza representa WMGHGs para o período 850-2000.

b)representa as anomalias de temperatura simuladas (vermelho) e reconstruídas (sombreadas) do Hemisfério Norte. A linha vermelha grossa representa a média multimodelo, enquanto as linhas vermelhas finas mostram a faixa multimodelo de 90%. A sobreposição das temperaturas reconstruídas é mostrada pelo sombreamento cinza.

 

 

As projeções do modelo ( Figura 2 ) indicam que o aquecimento médio global do século XXI excederá substancialmente o período do Último Máximo Glacial e até mesmo as condições mais quentes do Holoceno; produzindo um estado climático não experimentado anteriormente.

 

 

O que isto significa

 

O clima da Terra está mudando mais rápido do que em qualquer ponto da história conhecida do clima, principalmente como resultado das atividades humanas. Existe um consenso científico de que as emissões não mitigadas de carbono levarão ao aquecimento global de pelo menos vários graus Celsius até 2100, resultando em altos impactos de riscos locais, regionais e globais para a sociedade humana e os ecossistemas naturais. A mudança climática global já resultou em uma ampla gama de impactos em todas as regiões da Terra, bem como em muitos setores econômicos.

 

Os impactos relacionados às mudanças climáticas são evidentes em todas as regiões e em muitos setores importantes para a sociedade, como saúde humana, agricultura e segurança alimentar, abastecimento de água, transporte, energia, biodiversidade e ecossistemas; Espera-se que os impactos se tornem cada vez mais disruptivos nas próximas décadas. Existe uma confiança muito alta de que a frequência e a intensidade de eventos de calor extremo e precipitação pesada estão aumentando na maioria das regiões continentais do mundo. Essas tendências são consistentes com as respostas físicas esperadas para um clima em aquecimento. A frequência e a intensidade dos eventos de temperaturas extremamente altas provavelmente aumentarão no futuro à medida que a temperatura global aumentar. Existe uma grande confiança de que os eventos extremos de precipitação muito provavelmente continuarão a aumentar em frequência e intensidade na maior parte do mundo.

 

O que é Mudança Climática

 

As mudanças observadas ao longo do século 20 incluem aumentos na temperatura global do ar e do oceano, aumento do nível do mar global, redução generalizada sustentada de longo prazo da cobertura de neve e gelo e mudanças na circulação atmosférica e oceânica, bem como padrões climáticos regionais, que influenciam as chuvas sazonais. condições. Essas mudanças são causadas pelo calor extra no sistema climático devido à adição de gases de efeito estufa à atmosfera. Esses gases de efeito estufa adicionais são gerados principalmente por atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural), desmatamento, agricultura e mudanças no uso da terra. Essas atividades aumentam a quantidade de gases de efeito estufa ‘retentores de calor’ na atmosfera. O padrão de mudanças observadas no sistema climático é consistente com um aumento do efeito estufa.

 

Clima, refere-se à média regional ou global de longo prazo de temperatura, umidade e padrões de precipitação ao longo de estações, anos ou décadas.

 

Enquanto o clima pode mudar em apenas algumas horas, o clima muda em prazos mais longos. A mudança climática é a variação significativa das condições climáticas médias tornando-se, por exemplo, mais quentes, mais úmidas ou mais secas – ao longo de várias décadas ou mais. É a tendência de longo prazo que diferencia as mudanças climáticas da variabilidade natural do clima.

 

A atividade humana leva a mudanças na composição atmosférica diretamente (via emissões de gases ou partículas) ou indiretamente (via química atmosférica). As emissões antrópicas impulsionaram as mudanças nas concentrações de WMGHG durante a Era Industrial. O forçamento radiativo (RF) é uma medida da mudança líquida no balanço de energia do sistema terrestre em resposta a alguma perturbação externa; RF positivo leva a um aquecimento e RF negativo a um resfriamento. O conceito de RF é valioso para comparar a influência na temperatura média global da superfície da maioria dos agentes individuais que afetam o balanço de radiação da Terra. A Figura 3 mostra o Forçamento Radiativo e o Forçamento Radiativo Efetivo (ERF), por variação de concentração, entre 1750 e 2011, com faixa de incerteza associada.

 

 

Figura 4. Total anual de emissões antropogênicas de gases de efeito estufa (GEE) (gigatonelada de CO 2 -equivalente por ano, GtCO 2 -eq/ano) no período de 1970 a 2010, por gases.

 

 

Compreendendo Cenários Climáticos Futuros

 

Compreender nosso clima atual e futuro são questões muito grandes e complexas para serem abordadas por um único país, agência ou disciplina científica. Por meio de cooperação científica internacional e parcerias, o World Climate Research Program (WCRP) apoia a coordenação para a produção de compilações de modelos climáticos globais e regionais, que avançam nossa compreensão das interações dinâmicas em várias escalas entre sistemas naturais e sociais que afetam o clima. Esses esforços produzem os Projetos de Intercomparação de Modelos Acoplados, ou CMIPs.

 

A comunidade científica do clima depende de modelos para entender os feedbacks do ciclo de carbono da Terra em resposta às emissões antropogênicas, que levam a mudanças nas concentrações atmosféricas de gases de efeito estufa e aerossóis e, portanto, resultam em forçantes radiativas que impulsionam as mudanças no sistema climático. Os CMIPs fornecem uma estrutura de coordenação para esses estudos, definindo um conjunto de experimentos de modelo para a circulação geral atmosférica-oceânica e modelos do sistema terrestre. Ao lado de estudos mais orientados para o processo, um conjunto de experimentos no CMIP está sempre focado na resposta climática a diferentes histórias plausíveis de desenvolvimento social futuro e vias de emissão contrastantes associadas (cenários). O objetivo desses ‘cenários’ é delinear como futuras emissões e mudanças no uso da terra podem se traduzir em respostas no sistema climático. Embora independente dos Relatórios de Avaliação do IPCC-UNFCCC produzidos regularmente, os resultados do CMIP são coordenados e informam diretamente as Avaliações. CMIP fase 5 (CMIP5) forneceu a base para o 5º Relatório de Avaliação lançado em 2013 e 2014, e o 6º Relatório de Avaliação lançado em 2021 e 2022, baseia-se no CMIP6, a mais recente coleção de simulações feitas pela comunidade científica do clima em todo o mundo.

 

A abordagem de cenário é usada para caracterizar a gama de futuros climáticos plausíveis e para ilustrar as consequências de diferentes caminhos (escolhas de políticas, mudanças tecnológicas, etc.). Eles são escolhidos para abranger uma ampla gama sem qualquer vínculo com a probabilidade; os cenários servem como casos ‘e se’. Nas últimas três décadas, a abordagem para formular os diferentes ‘cenários’ evoluiu de um conceito centrado no clima para um conceito cada vez mais centrado no desenvolvimento social, embora com o mesmo objetivo subjacente de fornecer informações sobre uma série de resultados climáticos plausíveis. Para distinguir a magnitude do forçamento climático, a numeração reflete uma quantidade designada de forçamento radiativo medido em watts por metro quadrado (W/m 2 ) alcançado por 2100 (ou seja, 2,6, 4,5, 6,0 e 8,5 W/m 2de mudança em relação ao pré-industrial, respectivamente). O CMIP6 apresenta 1,9 W/m 2 para oferecer uma visão da resposta climática que pode refletir a meta do Acordo de Paris. Os resultados do modelo CMIP, orientados por cenários, tornaram-se entradas de referência padrão para trabalhos relacionados à ciência, impactos, vulnerabilidade, adaptação e mitigação das mudanças climáticas. Os cenários devem ser usados ​​como ferramentas para ajudar a entender as características e a magnitude dos sinais climáticos emergentes para informar as decisões. Concentrar-se apenas nos resultados do final do século é uma maneira inadequada de avaliar a utilidade de um determinado cenário. Para fins de informar as decisões da sociedade, horizontes de tempo mais curtos são altamente relevantes.

 

CMIP5

 

Os Caminhos de Concentração Representativos (RCPs), apresentados no CMIP5, descrevem quatro caminhos diferentes do século XXI. Os RCPs incluem um cenário de mitigação rigoroso (RCP2.6), dois cenários intermediários (RCP4.5 e RCP6.0) e um cenário com altas emissões de GEE (RCP8.5). Cenários sem esforços adicionais para restringir as emissões (‘cenários de linha de base’) levam a caminhos que variam entre RCP6.0 e RCP8.5. Cada RCP mostra o planeta capturando progressivamente maiores quantidades de energia de RCP2.6 (o mais baixo) para RCP8.5 (o mais alto). A Figura 5 mostra as vias de emissão de GEE para cada RCP até o final do século.

 

 

Os cenários RCP são descritos abaixo.

 

• Cenário de mitigação rigoroso (RCP2.6): Um cenário de “pico e declínio”; seu nível de forçamento radiativo atinge primeiro um valor de cerca de 3,1 W/m 2 em meados do século e retorna a 2,6 W/m 2 em 2100. Para atingir esses níveis de forçamento radioativo, as emissões de GEE (e indiretamente as emissões de poluentes atmosféricos) são reduzido substancialmente ao longo do tempo. RCP2.6 é representativo de um cenário que visa manter o aquecimento global provavelmente abaixo de 2°C acima das temperaturas pré-industriais
  
  
• Cenário de emissões médias-baixas (RCP4.5): Um cenário de estabilização que pressupõe a adoção de medidas para conter as mudanças climáticas por todos os países, resultando em um aumento da temperatura média global não superior a 2 ºC e 3 ºC acima dos níveis de temperatura pré-industriais pelo ano 2100.
  
  
• Cenário de emissão média-alta (RCP6.0): Um cenário de estabilização em que o forçamento radiativo total é estabilizado logo após 2100, sem overshoot pela aplicação de uma série de tecnologias e estratégias para reduzir as emissões de GEE
  
  
• Cenário de emissões de alto nível (RCP8.5): Este cenário representa o extremo extremo da mudança climática plausível, proporcionando um aumento estimado da temperatura média global de aproximadamente 5-6ºC até 2100, em relação aos níveis de temperatura pré-industriais. O RCP8.5 é comumente reconhecido como ‘business as usual’.

 

CMIP6

 

As narrativas socioeconômicas associadas a cada cenário RCP são chamadas de Caminhos Socioeconômicos Compartilhados (SSPs), que foram introduzidos no CMIP6. Eles representam possíveis caminhos de desenvolvimento social e política para atender às forças radiativas designadas até o final do século. O CMIP6 inclui cenários com emissões de GEE altas e muito altas (SSP3-7.0 e SSP5-8.5) e emissões de CO 2 que praticamente dobram dos níveis atuais até 2100 e 2050, respectivamente, cenários com emissões intermediárias de GEE (SSP2-4.5) e emissões de CO 2 permanecendo em torno dos níveis atuais até meados do século, e cenários com emissões de GEE muito baixas e baixas e emissões de CO2 caindo para zero líquido por volta de ou após 2050, seguidos por níveis variados de CO 2 líquido negativo emissões (SSP1-1.9 e SSP1-2.6). As emissões variam entre os cenários, dependendo de premissas socioeconômicas, níveis de mitigação das mudanças climáticas e, para aerossóis e precursores de ozônio não metano, controles de poluição do ar. Suposições alternativas podem resultar em emissões e respostas climáticas semelhantes, mas as suposições socioeconômicas e a viabilidade ou probabilidade de cenários individuais não fazem parte da avaliação. A Figura 6 apresenta emissões futuras e causas adicionais de aquecimento para cada um dos SSPs.

 

 

Descrições narrativas para os Caminhos Socioeconômicos Compartilhados:

 

SSP1 “Sustentabilidade” (Baixos desafios para mitigação e adaptação)

 

O mundo muda gradualmente, mas de forma generalizada, em direção a um caminho mais sustentável, enfatizando o desenvolvimento mais inclusivo que respeita os limites ambientais percebidos. A gestão dos bens comuns globais melhora lentamente, os investimentos em educação e saúde aceleram a transição demográfica e a ênfase no crescimento econômico muda para uma ênfase mais ampla no bem-estar humano. Impulsionada por um compromisso cada vez maior de alcançar as metas de desenvolvimento, a desigualdade é reduzida tanto entre os países quanto dentro deles. O consumo é orientado para baixo crescimento material e menor intensidade de recursos e energia. A combinação de desenvolvimento direcionado de tecnologias ecologicamente corretas, perspectivas favoráveis ​​para energia renovável, instituições que podem facilitar a cooperação internacional, e a demanda de energia relativamente baixa resulta em desafios relativamente baixos para a mitigação. Ao mesmo tempo, as melhorias no bem-estar humano, juntamente com instituições globais, regionais e nacionais fortes e flexíveis, implicam baixos desafios à adaptação.

 

SSP2 “Middle of the Road” (Desafios médios para mitigação e adaptação)

 

O mundo segue um caminho no qual as tendências sociais, econômicas e tecnológicas não se afastam acentuadamente dos padrões históricos. O desenvolvimento e o crescimento da renda prosseguem de forma desigual, com alguns países fazendo progressos relativamente bons, enquanto outros ficam aquém das expectativas. Instituições globais e nacionais trabalham para alcançar as metas de desenvolvimento sustentável, mas fazem progressos lentos. Os sistemas ambientais sofrem degradação, embora haja algumas melhorias e, em geral, a intensidade do uso de recursos e energia diminui. O crescimento da população global é moderado e estabiliza na segunda metade do século. A desigualdade de renda persiste ou melhora apenas lentamente e os desafios para reduzir a vulnerabilidade às mudanças sociais e ambientais permanecem. Essas tendências de desenvolvimento moderado deixam o mundo, em média,

 

SSP3 “Rivalidade Regional” (Altos desafios para mitigação e adaptação)

 

Um nacionalismo ressurgente, preocupações com competitividade e segurança e conflitos regionais levam os países a se concentrar cada vez mais em questões domésticas ou, no máximo, regionais. As políticas mudam ao longo do tempo para se tornarem cada vez mais orientadas para questões de segurança nacional e regional. Os países se concentram em alcançar metas de segurança energética e alimentar em suas próprias regiões em detrimento de um desenvolvimento mais amplo. Os investimentos em educação e desenvolvimento tecnológico diminuem. O desenvolvimento econômico é lento, o consumo é material-intensivo e as desigualdades persistem ou pioram ao longo do tempo. O crescimento populacional é baixo nos países industrializados e alto nos países em desenvolvimento. Uma baixa prioridade internacional para abordar as preocupações ambientais leva a uma forte degradação ambiental em algumas regiões. A crescente intensidade de recursos e a dependência de combustíveis fósseis, juntamente com a dificuldade em alcançar a cooperação internacional e a lenta mudança tecnológica, implicam em grandes desafios para a mitigação. O progresso limitado no desenvolvimento humano, o crescimento lento da renda e a falta de instituições eficazes, especialmente aquelas que podem atuar em todas as regiões, implicam em grandes desafios de adaptação para muitos grupos em todas as regiões.

 

SSP5 “Desenvolvimento de combustíveis fósseis” (altos desafios para mitigação, baixos desafios para adaptação)

 

Este mundo coloca cada vez mais fé em mercados competitivos, inovação e sociedades participativas para produzir rápido progresso tecnológico e desenvolvimento do capital humano como o caminho para o desenvolvimento sustentável. Os mercados globais estão cada vez mais integrados. Há também fortes investimentos em saúde, educação e instituições para aumentar o capital humano e social. Ao mesmo tempo, o impulso para o desenvolvimento econômico e social está associado à exploração de recursos abundantes de combustíveis fósseis e à adoção de estilos de vida intensivos em recursos e energia em todo o mundo. Todos esses fatores levam ao rápido crescimento da economia global, enquanto a população global atinge picos e declínios no século XXI. Problemas ambientais locais, como a poluição do ar, são gerenciados com sucesso. Há fé na capacidade de gerir eficazmente os sistemas sociais e ecológicos, inclusive por geoengenharia, se necessário. Embora os impactos ambientais locais sejam tratados de forma eficaz por soluções tecnológicas, há relativamente pouco esforço para evitar possíveis impactos ambientais globais devido a uma compensação percebida com o progresso no desenvolvimento econômico. A forte dependência de combustíveis fósseis e a falta de preocupação ambiental global resultam em desafios potencialmente altos para a mitigação. A consecução de metas de desenvolvimento humano, crescimento econômico robusto e infraestrutura altamente projetada resultam em desafios relativamente baixos para a adaptação a qualquer potencial mudança climática para todos, exceto para alguns. há relativamente pouco esforço para evitar potenciais impactos ambientais globais devido a uma percepção de compensação com o progresso no desenvolvimento econômico. A forte dependência de combustíveis fósseis e a falta de preocupação ambiental global resultam em desafios potencialmente altos para a mitigação. A consecução de metas de desenvolvimento humano, crescimento econômico robusto e infraestrutura altamente projetada resultam em desafios relativamente baixos para a adaptação a qualquer potencial mudança climática para todos, exceto para alguns. há relativamente pouco esforço para evitar potenciais impactos ambientais globais devido a uma percepção de compensação com o progresso no desenvolvimento econômico. A forte dependência de combustíveis fósseis e a falta de preocupação ambiental global resultam em desafios potencialmente altos para a mitigação. A consecução de metas de desenvolvimento humano, crescimento econômico robusto e infraestrutura altamente projetada resultam em desafios relativamente baixos para a adaptação a qualquer potencial mudança climática para todos, exceto para alguns.

 

Para uma descrição completa das Narrativas SSP, veja O’Neill et al. 2017

 

Modelos Individuais vs. Conjuntos de Vários Modelos

 

Os modelos climáticos são representações matemáticas de processos importantes no sistema climático da Terra. Quando um modelo climático é executado, ele produz uma ‘simulação’ do clima futuro. Várias simulações formam um conjunto. Um multi-model ensemble (MME), portanto, é um grande número de simulações de modelos climáticos. O CCKP prioriza o uso de MMEs para suas projeções, pois os conjuntos multimodelo são mais robustos e comprovadamente mais bem-sucedidos na representação da gama de mudanças esperadas. As diferenças entre a estrutura espacial dos dados e a estrutura da realidade que eles representam também devem ser compreendidas e consideradas para modelar adequadamente o impacto da incerteza espacial nas aplicações do modelo. Enquanto os modelos individuais são mais barulhentos, às vezes, eles podem refletir melhor a faixa de variabilidade em comparação com o conjunto multimodelo que geralmente é muito suave. Modelos individuais também podem ter vieses sistemáticos que se apresentam como fortes outliers. Uma comparação com o conjunto multimodelo é útil para identificar esses possíveis vieses e discrepâncias.

 

Variabilidade, Tendências, Incerteza

 

Existe variabilidade decenal, interanual e intersazonal em todo o sistema climático. A variabilidade interna pode diminuir a relevância das tendências em períodos tão curtos quanto 10 a 15 anos de mudanças climáticas de longo prazo. Um esforço crítico de projetar a mudança climática é entender se a ‘mudança’ é parte da variabilidade natural ou se a mudança projetada revela tendências que são estatisticamente significativas da variabilidade natural. Devido a isso, as tendências de variabilidade natural baseadas em registros curtos são muito sensíveis às datas de início e término e, em geral, não refletem tendências climáticas de longo prazo.

 

A incerteza existe para qualquer projeção futura. Embora os avanços continuem a ser feitos na compreensão da física climática e na resposta do sistema climático ao aumento dos gases de efeito estufa, muitas incertezas provavelmente persistirão. A taxa de aquecimento global futuro depende de emissões futuras, processos de feedback que amortecem ou reforçam distúrbios no sistema climático e influências naturais imprevisíveis no clima, como erupções vulcânicas. Processos incertos que afetarão a rapidez com que o mundo aquece para um determinado caminho de emissões são dominados pela formação de nuvens, mas também incluem feedbacks de vapor de água e gelo, mudanças na circulação oceânica e ciclos naturais de gases de efeito estufa. Embora as informações de mudanças climáticas passadas corroborem amplamente os cálculos do modelo.

 

Referências

 

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