D8 Monitoramento de gases residuais e forçantes

Tópico

O monitoramento de gases traço e forçantes é fundamental para quantificar as perturbações antropogênicas no sistema climático: somente medindo continuamente a concentração de gases traço que absorvem radiação e a magnitude das várias forçantes que atuam sobre o sistema climático é possível separar, ao longo do tempo, quanto de uma mudança observada corresponde à atividade humana e quanto pode ser devido a uma causa natural.

O registro de concentração de dióxido de carbono em Mauna Loa, Havaí, é o registro contínuo mais longo e icônico de todo o monitoramento de gases traço: foi iniciado em 1958 pelo cientista Charles David Keeling e, desde então, tem mostrado uma tendência de crescimento secular sobreposta a um ciclo sazonal de aproximadamente seis partes por milhão de amplitude. Esse ciclo sazonal de aproximadamente seis partes por milhão é produzido pela fotossíntese e respiração na vegetação do Hemisfério Norte: quando a vegetação do Hemisfério Norte realiza fotossíntese com mais intensidade durante a primavera e o verão, ela remove dióxido de carbono da atmosfera e a concentração de dióxido de carbono em Mauna Loa diminui; E quando essa mesma vegetação do Hemisfério Norte respira mais do que fotossintetiza durante o outono e o inverno, ela libera dióxido de carbono na atmosfera, e a concentração de dióxido de carbono em Mauna Loa aumenta.

Uma rede global de estações de monitoramento estende essa mesma vigilância de gases traço para além do dióxido de carbono e de Mauna Loa: ela também abrange metano, óxido nitroso, hexafluoreto de enxofre e halocarbonos — gases traço que, assim como o dióxido de carbono, absorvem radiação e contribuem para o forçamento radiativo antropogênico total, mas que provêm de fontes diferentes e têm meias-vidas atmosféricas diferentes do próprio dióxido de carbono.

Além dos próprios gases traço, o mesmo monitoramento de gases traço e forçamentos caracteriza os aerossóis atmosféricos por meio de sua espessura óptica, uma grandeza que quantifica quanta radiação solar os aerossóis dispersam ou absorvem ao longo da coluna atmosférica: quanto maior a espessura óptica dos aerossóis em um determinado local e momento, mais radiação solar esses aerossóis dispersam ou absorvem antes de atingir a superfície. Uma rede de fotômetros solares terrestres mede essa espessura óptica de aerossóis em vários comprimentos de onda simultaneamente, permitindo que os cientistas infiram a distribuição de tamanho e as propriedades ópticas desses aerossóis. Um satélite equipado com um instrumento a laser de alta precisão complementa essa rede de fotômetros solares com perfis verticais de alta resolução da extinção produzida por aerossóis e nuvens em diferentes altitudes. Apesar de toda essa instrumentação, o forçamento radiativo efetivo dos aerossóis continua sendo o termo com a maior incerteza dentro do balanço radiativo antropogênico total, precisamente porque a espessura óptica dos aerossóis varia consideravelmente de lugar para lugar e de dia para dia.

A coluna total de ozônio é outra grandeza que o monitoramento de gases traço e forçamento rastreia continuamente, combinando espectrofotômetros Dobsonianos terrestres com instrumentos de satélite especializados. Ambos os tipos de instrumentos medem quanta radiação ultravioleta o ozônio absorve ao longo da coluna atmosférica e, a partir dessa absorção ultravioleta, inferem a coluna total de ozônio presente acima desse ponto na superfície.

O monitoramento de gases traço e forçantes também acompanha a irradiação solar total, medida continuamente desde 1978 por uma sucessão de instrumentos especializados em satélites, um substituindo o anterior à medida que cada instrumento chegava ao fim de sua vida útil. A precisão dessa medição contínua da irradiação solar total é crucial justamente porque nos permite responder à pergunta que motivou todo esse monitoramento de gases traço e forçantes desde o início: se a irradiação solar total apresentasse uma tendência de crescimento secular semelhante à do dióxido de carbono em Mauna Loa, parte do aquecimento observado poderia ser atribuída ao Sol em vez da atividade humana. As evidências fornecidas por essa medição contínua da irradiação solar total indicam que esse não é o caso: a irradiação solar total não mudou significativamente desde 1980, enquanto o aquecimento do sistema climático continuou durante todo esse mesmo período. Isso descarta a irradiação solar total como causa do aquecimento observado e reforça, por eliminação, a atribuição desse aquecimento à perturbação antropogênica que o monitoramento de gases traço e forçantes busca quantificar.

ID:898