E5 Feedback climático

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Os mecanismos de retroalimentação climática amplificam ou atenuam a resposta do sistema climático a um forçamento inicial. A estrutura padrão para descrever essa resposta a divide em três componentes: o forçamento radiativo que perturba o sistema climático, o ganho total dos mecanismos de retroalimentação climática em resposta a essa perturbação e a resposta da temperatura da superfície que o sistema climático atinge ao retornar a um novo equilíbrio. Essa resposta de equilíbrio da temperatura da superfície é igual ao forçamento radiativo dividido pelo ganho total dos mecanismos de retroalimentação climática, com o sinal invertido: quanto maior o forçamento radiativo que perturba o sistema climático, maior a resposta de equilíbrio da temperatura da superfície e, quanto maior, em magnitude, o ganho total dos mecanismos de retroalimentação climática — um ganho total que deve ser negativo para que o sistema climático seja estável —, menor será a resposta de equilíbrio da temperatura da superfície ao mesmo forçamento radiativo.

Dentro do ganho geral dos mecanismos de retroalimentação climática, a retroalimentação de Planck é o estabilizador fundamental e é sempre negativa: à medida que a temperatura da superfície aumenta, o sistema climático emite mais radiação infravermelha para o espaço, e esse aumento na emissão de radiação infravermelha resfria o sistema climático, contrabalançando o aumento da temperatura da superfície que o produziu. Sem essa retroalimentação negativa de Planck, nenhuma das outras retroalimentações climáticas poderia, por si só, retornar o sistema climático a um novo equilíbrio após o forçamento radiativo, porque são as outras retroalimentações climáticas que modificam a intensidade dessa retroalimentação negativa de Planck, e não a substituem.

Três outras retroalimentações climáticas modificam a intensidade da retroalimentação negativa de Planck. A retroalimentação do vapor de água é positiva: uma atmosfera mais quente retém mais vapor de água, e o vapor de água adicional retido é, por sua vez, um gás de efeito estufa que amplifica o aquecimento em vez de mitigá-lo. A retroalimentação entre gelo e albedo também é positiva, pela mesma razão descrita para a amplificação no Ártico: menos gelo significa uma superfície mais escura, e uma superfície mais escura absorve mais radiação solar, amplificando o aquecimento. A retroalimentação da taxa de variação da temperatura com a altitude, por outro lado, pode ser positiva ou negativa dependendo da região: ela modifica a forma como a temperatura muda com a altitude em diferentes camadas da atmosfera, e essa mudança na estrutura vertical da temperatura pode fortalecer ou enfraquecer a retroalimentação negativa de Planck, dependendo de onde no planeta ela é medida.

As nuvens são a maior fonte de incerteza entre todas as retroalimentações climáticas, porque têm efeitos opostos dependendo do tipo de radiação: as nuvens refletem a radiação solar de volta para o espaço, um efeito que resfria o sistema climático, mas as nuvens também retêm a radiação infravermelha que, de outra forma, escaparia para o espaço, um efeito que aquece o sistema climático. Qual desses dois efeitos opostos das nuvens predomina depende do tipo de nuvem, da altitude da nuvem e da região do planeta onde a nuvem se forma. Essa dependência é o que torna a retroalimentação das nuvens a mais difícil de todas as retroalimentações climáticas de quantificar com precisão.

A sensibilidade climática em equilíbrio integra todos esses mecanismos de retroalimentação climática — a retroalimentação negativa de Planck, a retroalimentação do vapor d'água, a retroalimentação do albedo do gelo, a retroalimentação da taxa de variação da temperatura com a altitude e a retroalimentação das nuvens — em um único ganho total de retroalimentação climática: a sensibilidade climática em equilíbrio é igual ao forçamento radiativo produzido pela duplicação da concentração de dióxido de carbono, próximo a 3,7 watts por metro quadrado, dividido por esse mesmo ganho total de retroalimentação climática, com o sinal invertido. O valor mais provável da sensibilidade climática em equilíbrio, de acordo com a avaliação científica internacional mais recente do clima, é de três graus Celsius, dentro de uma faixa provável entre dois graus e meio e quatro graus: esse mesmo forçamento radiativo pela duplicação do dióxido de carbono, com o qual a resposta do sistema climático começou a ser definida no primeiro parágrafo, é, em última análise, o que a sensibilidade climática em equilíbrio traduz em um aumento concreto na temperatura da superfície, uma vez que todos os mecanismos de retroalimentação climática tenham parado de atuar.

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