Impactos físicos das mudanças climáticas - Physical impacts of climate change
A mudança climática causa uma variedade de impactos físicos no sistema climático . Os impactos físicos das mudanças climáticas incluem principalmente o aumento global das temperaturas da baixa atmosfera, da terra e dos oceanos. O aumento da temperatura não é uniforme, com as massas de terra e a região ártica aquecendo mais rápido do que a média global. Os efeitos sobre o clima incluem o aumento da precipitação intensa , a redução da quantidade de dias frios, o aumento das ondas de calor e vários efeitos sobre os ciclones tropicais . O aumento do efeito estufa faz com que a parte superior da atmosfera, a estratosfera , resfrie. Ciclos geoquímicos também são impactados, com absorção de CO
2causando a acidificação do oceano e aumentando a água do oceano, diminuindo a capacidade do oceano de absorver mais dióxido de carbono. A cobertura de neve anual diminuiu, o gelo marinho está diminuindo e o derretimento generalizado das geleiras está em andamento. A expansão térmica e o recuo glacial aumentam o nível do mar . O recuo da massa de gelo também pode impactar vários processos geológicos, como vulcanismo e terremotos . O aumento das temperaturas e outras interferências humanas no sistema climático podem levar a pontos de inflexão a serem ultrapassados, como o colapso da circulação termohalina ou a floresta amazônica . Alguns desses impactos físicos também afetam os sistemas sociais e econômicos.
Temperaturas superficiais globais
As temperaturas da superfície global em 2016 aumentaram cerca de 1,0 ° C desde 1901. A tendência linear nos últimos 50 anos de 0,13 ° C (mais ou menos 0,03 ° C) por década é quase o dobro dos últimos 100 anos. O aquecimento não tem sido globalmente uniforme. O calor recente foi maior na América do Norte e na Eurásia, entre 40 e 70 ° N. Dos anos mais quentes já registrados, 16 de 17 ocorreram no século XXI. As temperaturas do inverno estão subindo mais rápido do que as do verão e as noites esquentam mais rápido do que os dias.
Efeitos no clima
O aumento da temperatura provavelmente levará ao aumento da precipitação, mas os efeitos nas tempestades são menos claros. Tempestades extratropicais dependem em parte do gradiente de temperatura , que deve enfraquecer no hemisfério norte à medida que a região polar esquenta mais do que o resto do hemisfério. É possível que as células polares e de Ferrel em um ou ambos os hemisférios enfraqueçam e eventualmente desapareçam, o que faria com que a célula de Hadley cobrisse todo o planeta. Isso diminuiria muito o gradiente de temperatura entre o Ártico e os trópicos e faria com que a Terra se transformasse em um estado de estufa.
Precipitação
Historicamente (ou seja, ao longo do século 20), as regiões terrestres subtropicais foram em sua maioria semi-áridas , enquanto a maioria das regiões subpolares teve um excesso de precipitação sobre a evaporação . Espera-se que o aquecimento global futuro seja acompanhado por uma redução na precipitação nas regiões subtropicais e um aumento na precipitação nas latitudes subpolares e em algumas regiões equatoriais . Em outras palavras, as regiões que estão atualmente secas geralmente se tornarão ainda mais secas, enquanto as regiões que estão atualmente úmidas geralmente se tornarão ainda mais úmidas. Esta projeção não se aplica a todos os locais e, em alguns casos, pode ser modificada pelas condições locais. A secagem é projetada para ser mais forte perto das margens polares dos subtrópicos (por exemplo, África do Sul , sul da Austrália , Mediterrâneo e sudoeste dos EUA ), um padrão que pode ser descrito como uma expansão polar dessas zonas semi-áridas .
Este padrão de mudança em grande escala é uma característica robusta presente em quase todas as simulações conduzidas pelos grupos de modelagem climática mundial para a 4ª Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), e também é evidente nas tendências de precipitação observadas no século 20 .
Espera-se que as mudanças no clima regional incluam um maior aquecimento da terra, com a maior parte do aquecimento nas altas latitudes do norte , e menos aquecimento sobre o Oceano Antártico e partes do Oceano Atlântico Norte.
Espera-se que as mudanças futuras na precipitação sigam as tendências existentes, com redução da precipitação em áreas subtropicais e aumento da precipitação em latitudes subpolares e algumas regiões equatoriais .
Um estudo de 2015 publicado na Nature Climate Change , afirma:
Cerca de 18% dos extremos moderados de precipitação diária sobre a terra são atribuíveis ao aumento de temperatura observado desde os tempos pré-industriais, que por sua vez resulta principalmente da influência humana. Para 2 ° C de aquecimento, a fração de extremos de precipitação atribuíveis à influência humana aumenta para cerca de 40%. Da mesma forma, hoje cerca de 75% dos extremos de calor moderados diários sobre a terra são atribuíveis ao aquecimento. São os eventos mais raros e extremos para os quais a maior fração é antropogênica, e essa contribuição aumenta de forma não linear com o aquecimento posterior.
Eventos extremos
Incêndio
O fogo é o principal agente de conversão de biomassa e matéria orgânica do solo em CO 2 (Denman et al ., 2007: 527). Há um grande potencial para alterações futuras no balanço de carbono terrestre por meio de regimes de fogo alterados. Com grande confiança, Schneider et al . (2007: 789) projetou que:
- Um aumento na temperatura média global de cerca de 0 a 2 ° C em 2100 em relação ao período de 1990-2000 resultaria em aumento da frequência e intensidade do fogo em muitas áreas.
- Um aumento na região de 2 ° C ou mais levaria ao aumento da frequência e intensidade dos incêndios. A sensibilidade a incêndios em áreas que já eram vulneráveis tem aumentado constantemente. Em áreas temperadas de alta altitude, o aumento da temperatura está causando o derretimento da neve acumulada mais cedo e em maiores quantidades. O número de dias de maior vazão causado pelo derretimento da neve nos rios Mississippi , Missouri e Ohio tem aumentado nos últimos anos. A quantidade substancial de neve que permanece no topo das montanhas o ano todo também está desaparecendo. Isso faz com que as áreas densamente florestadas ao redor se tornem mais secas e permaneçam secas por longos períodos de tempo. Na década de 1970, a duração da temporada de incêndios, que é o período do ano com maior probabilidade de ocorrência, era de cerca de cinco meses. Hoje, o período é geralmente de sete meses, estendendo-se até a temporada de lama da primavera . Além disso, muitas áreas estão enfrentando secas mais altas do que o normal. Entre 2011 e 2014, a Califórnia experimentou o período mais seco de sua história registrada e mais de 100 milhões de árvores morreram na seca, criando áreas de madeira seca e morta. A diminuição das chuvas também vai aumentar o risco de incêndios florestais, permitindo o acesso do fogo a combustíveis mais secos. A folhagem seca é mais suscetível a um gatilho de incêndio florestal. Os especialistas em incêndios florestais usam o teor de umidade foliar para determinar a suscetibilidade de uma área a um incêndio florestal. Nos Estados Unidos , 2015 foi o ano mais destrutivo já registrado para incêndios florestais, com um total de 10.125.149 hectares destruídos por incêndios. 2017 foi o segundo pior ano já registrado, com 10.026.086 acres destruídos. O incêndio Thomas ocorreu em 2017 e foi o maior incêndio da história da Califórnia.
O aumento da freqüência de incêndios florestais como resultado das mudanças climáticas também levará a um aumento na quantidade de CO 2 na atmosfera. Isso, por sua vez, aumentará a temperatura e a frequência dos dias quentes, o que aumentará ainda mais o perigo de incêndio. Previa-se que o dobro dos níveis de CO 2 traria um risco maior de incêndios florestais para a Austrália, especialmente o sertão australiano. Todos os oito locais testados projetaram um aumento no perigo de incêndio como resultado do aumento do nível de CO 2 e todos, exceto um, projetaram uma temporada de incêndios mais longa. O maior centro populacional afetado é Alice Springs , uma cidade no interior do Outback .
Clima extremo
O IPCC (2007a: 8) projetou que, no futuro, na maioria das áreas terrestres, a frequência de feitiços de calor ou ondas de calor muito provavelmente aumentaria. Outras mudanças prováveis estão listadas abaixo:
- Aumento de áreas serão afetadas pela seca
- Haverá um aumento da atividade intensa de ciclones tropicais
- Haverá um aumento na incidência de nível do mar extremamente alto (excluindo tsunamis )
Ciclones tropicais
A força da tempestade que leva a condições climáticas extremas está aumentando, como o índice de dissipação de energia da intensidade do furacão. Kerry Emanuel escreve que a dissipação da energia do furacão está altamente correlacionada com a temperatura, refletindo o aquecimento global. No entanto, um estudo posterior de Emanuel usando a saída do modelo atual concluiu que o aumento na dissipação de energia nas últimas décadas não pode ser totalmente atribuído ao aquecimento global. A modelagem de furacões produziu resultados semelhantes, descobrindo que os furacões, simulados em condições mais quentes e com alto teor de CO 2 , são mais intensos; no entanto, a frequência dos furacões será reduzida. Em todo o mundo, a proporção de furacões que atingem as categorias 4 ou 5 - com ventos acima de 56 metros por segundo - aumentou de 20% na década de 1970 para 35% na década de 1990. A precipitação que atinge os EUA devido aos furacões aumentou 7% ao longo do século XX. Não está claro até que ponto isso se deve ao aquecimento global em oposição à Oscilação Multidecadal do Atlântico . Alguns estudos descobriram que o aumento na temperatura da superfície do mar pode ser compensado por um aumento no cisalhamento do vento , levando a pouca ou nenhuma mudança na atividade do furacão. Hoyos et al. (2006) ligaram a tendência crescente no número de furacões das categorias 4 e 5 para o período 1970–2004 diretamente à tendência das temperaturas da superfície do mar.
Uma equipe internacional de cientistas afirmou em 2016 que as tempestades altamente destrutivas das categorias quatro e cinco aumentaram na maioria das bacias oceânicas, entre as quais o Atlântico Norte. Em 2008, Knutson et al. descobriram que as frequências de furacões no Atlântico e tempestades tropicais poderiam reduzir sob o aquecimento futuro induzido por gases de efeito estufa. Vecchi e Soden descobrem que o cisalhamento do vento , cujo aumento atua para inibir os ciclones tropicais , também muda nas projeções-modelo do aquecimento global. Há aumentos projetados do cisalhamento do vento no Atlântico tropical e no Pacífico Leste associado à desaceleração da circulação de Walker , bem como diminuições do cisalhamento do vento no Pacífico oeste e central. O estudo não faz afirmações sobre o efeito líquido sobre os furacões do Atlântico e do Pacífico Leste das atmosferas aquecidas e umedecidas, e os aumentos projetados no modelo de cisalhamento do vento no Atlântico.
A Organização Meteorológica Mundial explica que "embora haja evidências a favor e contra a existência de um sinal antropogênico detectável no registro climático de ciclone tropical até o momento, nenhuma conclusão firme pode ser feita sobre este ponto." Eles também esclareceram que "nenhum ciclone tropical individual pode ser diretamente atribuído à mudança climática".
Clima extremo e seca
Um risco substancialmente maior de condições meteorológicas extremas não significa necessariamente um risco visivelmente maior de condições meteorológicas ligeiramente acima da média. No entanto, as evidências são claras de que o clima severo e as chuvas moderadas também estão aumentando. Espera-se que os aumentos de temperatura produzam convecção mais intensa sobre a terra e uma frequência maior das tempestades mais severas.
Usando o Índice de Severidade de Secas de Palmer , um estudo de 2010 do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica projeta condições cada vez mais secas em grande parte do globo nos próximos 30 anos, possivelmente atingindo uma escala em algumas regiões no final do século que raramente, se nunca, foi observada nos tempos modernos.
Foi estimado em 2013 que o aquecimento global aumentou a probabilidade de recorde local de temperaturas mensais em todo o mundo em um fator de 5. Isso foi comparado a um clima de linha de base em que nenhum aquecimento global havia ocorrido. Usando um cenário de aquecimento global médio , eles projetam que até 2040, o número de registros de calor mensal globalmente poderá ser mais de 12 vezes maior do que o de um cenário sem aquecimento de longo prazo.
Evaporação aumentada
Ao longo do século 20, as taxas de evaporação foram reduzidas em todo o mundo; Muitos acreditam que isso seja explicado pelo escurecimento global . À medida que o clima fica mais quente e as causas do escurecimento global são reduzidas, a evaporação aumentará devido aos oceanos mais quentes. Como o mundo é um sistema fechado, isso causará chuvas mais fortes , com mais erosão . Essa erosão, por sua vez, pode em áreas tropicais vulneráveis (especialmente na África) levar à desertificação . Por outro lado, em outras áreas, o aumento das chuvas leva ao crescimento de florestas em áreas desérticas secas.
Os cientistas encontraram evidências de que o aumento da evaporação pode resultar em condições climáticas mais extremas à medida que o aquecimento global avança. O Terceiro Relatório Anual do IPCC afirma: "... projeta-se que a concentração média global de vapor de água e a precipitação aumentem durante o século 21. Na segunda metade do século 21, é provável que a precipitação tenha aumentado de meados a alta do norte latitudes e Antártica no inverno. Em latitudes baixas, há aumentos e diminuições regionais em áreas terrestres. Variações maiores de ano para ano na precipitação são muito prováveis na maioria das áreas onde um aumento na precipitação média é projetado. "
Nuvens de poeira
A poeira do Deserto do Saara normalmente se espalha pelo Oceano Atlântico. Em junho de 2020, a nuvem de poeira do Saara era a mais densa em 25 anos. É incerto se as mudanças climáticas afetam isso.
Aumento do fluxo de água doce
Pesquisa baseada em observações de satélite, publicada em outubro de 2010, mostra um aumento no fluxo de água doce para os oceanos do mundo, em parte devido ao derretimento do gelo e em parte devido ao aumento da precipitação causado por um aumento na evaporação global dos oceanos. O aumento do fluxo global de água doce, com base em dados de 1994 a 2006, foi de cerca de 18%. Grande parte do aumento se dá em áreas que já apresentam alto índice de chuvas. Um efeito, como talvez experimentado nas enchentes do Paquistão em 2010 , é sobrecarregar a infraestrutura de controle de enchentes.
Mudança climática regional
Efeitos gerais
Em uma avaliação da literatura, Hegerl et al. (2007) avaliaram evidências para atribuir mudanças climáticas observadas. Eles concluíram que, desde meados do século 20, era provável que as influências humanas tivessem contribuído significativamente para o aumento da temperatura da superfície em todos os continentes, exceto na Antártica. A revista Scientific American relatou [1] em 23 de dezembro de 2008, que os 10 lugares mais afetados pelas mudanças climáticas foram Darfur , Costa do Golfo , Itália , norte da Europa , Grande Barreira de Corais , nações insulares , Washington, DC , Passagem do Noroeste , os Alpes e Uganda .
Hemisfério norte
No hemisfério norte, a parte sul da região ártica (onde vivem 4.000.000 de pessoas) experimentou um aumento de temperatura de 1 ° C a 3 ° C (1,8 ° F a 5,4 ° F) nos últimos 50 anos. Canadá, Alasca e Rússia estão experimentando o derretimento inicial do permafrost . Isso pode perturbar os ecossistemas e, ao aumentar a atividade bacteriana no solo, fazer com que essas áreas se tornem fontes de carbono em vez de sumidouros de carbono . Um estudo (publicado na Science ) das mudanças no permafrost do leste da Sibéria sugere que ele está gradualmente desaparecendo nas regiões do sul, levando à perda de quase 11% dos quase 11.000 lagos da Sibéria desde 1971. Ao mesmo tempo, o oeste da Sibéria está no estágio inicial, onde o derretimento do permafrost está criando novos lagos, que eventualmente começarão a desaparecer como no leste. Além disso, o derretimento do permafrost acabará por causar a liberação de metano das turfeiras derretidas do permafrost.
Regiões polares
Anisimov et al . (2007) avaliaram a literatura sobre os impactos das mudanças climáticas nas regiões polares. As projeções do modelo mostraram que os ecossistemas terrestres árticos e a camada ativa (a camada superior do solo ou rocha no permafrost que está sujeita a congelamento e descongelamento sazonal) seriam um pequeno sumidouro de carbono (ou seja, absorção líquida de carbono) ao longo deste século (p . 662). Essas projeções foram consideradas incertas. Foi julgado que poderia ocorrer aumento das emissões de carbono do descongelamento do permafrost. Isso levaria a uma amplificação do aquecimento.
Atmosfera
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A baixa e média atmosfera estão aquecendo devido ao aumento do efeito estufa . O aumento dos gases de efeito estufa faz com que as partes mais altas da atmosfera, a estratosfera, esfriem. Isso tem sido observado por um conjunto de satélites desde 1979 (a unidade de sondagem de microondas ) e dados de radiossonda . Os satélites não podem medir cada altura da atmosfera separadamente, mas, em vez disso, medir um conjunto de faixas que se sobrepõem ligeiramente. A sobreposição entre a estratosfera de resfriamento nas medições do aquecimento troposférico pode fazer com que este último seja ligeiramente subestimado. A atmosfera aquecida contém mais vapor de água , que também é um gás de efeito estufa e atua como um feedback de auto-reforço .
Uma contração da termosfera foi observada como um possível resultado, em parte devido ao aumento das concentrações de dióxido de carbono, o resfriamento e a contração mais fortes ocorrendo naquela camada durante o mínimo solar . A contração mais recente em 2008–2009 foi a maior desde pelo menos 1967.
Sistemas geofísicos
Ciclos biogeoquímicos
As mudanças climáticas podem ter um efeito sobre o ciclo do carbono em um processo interativo de "feedback". Existe um feedback onde um processo inicial aciona mudanças em um segundo processo que, por sua vez, influencia o processo inicial. Um feedback positivo intensifica o processo original e um feedback negativo o reduz (IPCC, 2007d: 78). Os modelos sugerem que a interação do sistema climático e do ciclo do carbono é aquela em que o efeito de feedback é positivo (Schneider et al ., 2007: 792).
Usando o cenário de emissões A2 SRES, Schneider et al . (2007: 789) descobriram que esse efeito levou a um aquecimento adicional em 2100, em relação ao período de 1990-2000, de 0,1 a 1,5 ° C. Essa estimativa foi feita com alta confiança. As projeções climáticas feitas no Quarto Relatório de Avaliação do IPCC de 1,1 a 6,4 ° C são responsáveis por esse efeito de feedback. Por outro lado, com confiança média, Schneider et al . (2007) comentaram que liberações adicionais de GEEs eram possíveis de permafrost, turfeiras, pântanos e grandes reservas de hidratos marinhos em altas latitudes.
Hidratos gasosos
Os hidratos de gás são depósitos semelhantes ao gelo que contêm uma mistura de água e gás, sendo o gás mais comum o metano (Maslin, 2004: 1). Os hidratos de gás são estáveis sob altas pressões e em temperaturas relativamente baixas e são encontrados sob os oceanos e regiões de permafrost. O aquecimento futuro em profundidades intermediárias nos oceanos do mundo, conforme previsto por modelos climáticos, tenderá a desestabilizar os hidratos de gás, resultando na liberação de grandes quantidades de metano. Por outro lado, o rápido aumento projetado do nível do mar nos próximos séculos, associado ao aquecimento global, tenderá a estabilizar os depósitos de hidrato de gás marinho.
Ciclo do carbono
Modelos foram usados para avaliar o efeito que as mudanças climáticas terão no ciclo do carbono (Meehl et al ., 2007: 789-790). No Projeto de Intercomparação do Modelo de Ciclo de Carbono-Clima Acoplado, foram usados onze modelos climáticos. As emissões observadas foram utilizadas nos modelos e as projeções de emissões futuras foram baseadas no cenário de emissões SRES A2 do IPCC.
Um acordo unânime foi encontrado entre os modelos de que as mudanças climáticas futuras reduzirão a eficiência do ciclo de carbono da terra e do oceano para absorver o CO 2 induzido pelo homem . Como resultado, uma fração maior de CO 2 induzido pelo homem permanecerá no ar se a mudança climática controlar o ciclo do carbono. No final do século 21, esse CO 2 adicional na atmosfera variava entre 20 e 220 ppm para os dois modelos extremos, com a maioria dos modelos entre 50 e 100 ppm. Este CO 2 adicional levou a um aumento projetado no aquecimento entre 0,1 e 1,5 ° C.
Criosfera
A cobertura de neve anual média do Hemisfério Norte diminuiu nas últimas décadas. Este padrão é consistente com temperaturas globais mais altas. Algumas das maiores quedas foram observadas nos meses de primavera e verão .
Gelo marinho
À medida que o clima esquenta, a cobertura de neve e a extensão do gelo marinho diminuem. Medições em grande escala do gelo marinho só foram possíveis desde a era dos satélites, mas ao olhar para uma série de estimativas de satélites diferentes, foi determinado que o gelo marinho do Ártico em setembro diminuiu entre 1973 e 2007 a uma taxa de cerca de -10 % +/- 0,3% por década. A extensão do gelo marinho em setembro de 2012 foi de longe a menor já registrada, com 3,29 milhões de quilômetros quadrados, eclipsando o recorde anterior de extensão baixa do gelo marinho de 2007 em 18%. A idade do gelo marinho também é uma característica importante do estado da cobertura de gelo do mar, e para o mês de março de 2012, o gelo mais antigo (4 anos ou mais) diminuiu de 26% da cobertura de gelo em 1988 para 7% em 2012. O gelo marinho na Antártica mostrou muito pouca tendência no mesmo período, ou mesmo um ligeiro aumento desde 1979. Embora estender o registro do gelo marinho na Antártica no tempo seja mais difícil devido à falta de observações diretas nesta parte do mundo.
Em uma avaliação da literatura, Meehl et al . (2007: 750) descobriram que as projeções do modelo para o século 21 mostraram uma redução do gelo marinho tanto no Ártico quanto na Antártica. A gama de respostas do modelo era grande. As reduções projetadas foram aceleradas no Ártico. Usando o cenário de alta emissão A2 SRES, alguns modelos projetaram que a cobertura de gelo do mar de verão no Ártico desapareceria totalmente na última parte do século XXI.
Recuo e desaparecimento da geleira
O aquecimento das temperaturas leva ao derretimento de geleiras e mantos de gelo. O IPCC (2007a: 5) descobriu que, em média, as geleiras das montanhas e a cobertura de neve diminuíram nos hemisférios norte e sul. Esta diminuição generalizada nas geleiras e calotas polares tem contribuído para o aumento do nível do mar observado.
Como afirmado acima, o volume total das geleiras na Terra está diminuindo drasticamente. As geleiras têm recuado em todo o mundo pelo menos no último século; a taxa de recuo aumentou na última década. Apenas algumas geleiras estão realmente avançando (em locais que estavam bem abaixo de zero e onde o aumento da precipitação ultrapassou o degelo). O desaparecimento progressivo das geleiras tem implicações não apenas para o aumento do nível do mar global, mas também para o abastecimento de água em certas regiões da Ásia e da América do Sul .
Com confiança muito alta ou alta, o IPCC (2007d: 11) fez uma série de projeções relacionadas a mudanças futuras nas geleiras:
- Áreas montanhosas da Europa enfrentarão recuo das geleiras
- Na América Latina, as mudanças nos padrões de precipitação e o desaparecimento das geleiras afetarão significativamente a disponibilidade de água para consumo humano, agricultura e produção de energia
- Nas regiões polares, haverá reduções na extensão das geleiras e na espessura das geleiras.
Em tempos históricos, as geleiras cresceram durante um período frio de cerca de 1550 a 1850, conhecido como a Pequena Idade do Gelo . Posteriormente, até cerca de 1940, as geleiras ao redor do mundo recuaram à medida que o clima esquentava. O recuo das geleiras diminuiu e reverteu em muitos casos de 1950 a 1980, quando ocorreu um leve resfriamento global. Desde 1980, o recuo das geleiras tornou-se cada vez mais rápido e onipresente, e ameaçou a existência de muitas das geleiras do mundo. Este processo aumentou acentuadamente desde 1995. Excluindo as calotas polares e mantos de gelo do Ártico e da Antártica, a área total da superfície das geleiras em todo o mundo diminuiu 50% desde o final do século XIX. Atualmente, as taxas de recuo das geleiras e as perdas de balanço de massa têm aumentado nos Andes , Alpes , Pirineus , Himalaia , Montanhas Rochosas e Cascatas do Norte .
A perda de geleiras não apenas causa deslizamentos de terra, inundações repentinas e transbordamento de lagos glaciais , mas também aumenta a variação anual nos fluxos de água nos rios. O escoamento das geleiras diminui no verão à medida que diminuem de tamanho, esse declínio já é observável em várias regiões. As geleiras retêm água nas montanhas em anos de alta precipitação, uma vez que a cobertura de neve que se acumula nas geleiras protege o gelo do derretimento. Em anos mais quentes e mais secos, as geleiras compensam as menores quantidades de precipitação com uma maior entrada de água de degelo. Algumas regiões do mundo, como os Alpes franceses, já mostram sinais de aumento na frequência de deslizamentos.
De particular importância são os derretimentos glaciais do Hindu Kush e do Himalaia, que constituem a principal fonte de água da estação seca de muitos dos principais rios do continente asiático central , sul , leste e sudeste . O aumento do derretimento causaria maior fluxo por várias décadas, após o que "algumas áreas das regiões mais populosas da Terra provavelmente 'ficarão sem água'" à medida que as geleiras se esgotem. O Platô Tibetano contém o terceiro maior estoque de gelo do mundo. As temperaturas estão subindo quatro vezes mais rápido do que no resto da China, e o recuo glacial está em alta velocidade em comparação com outras partes do mundo.
De acordo com um relatório da Reuters, as geleiras do Himalaia, que são as fontes dos maiores rios da Ásia - Ganges , Indus , Brahmaputra , Yangtze , Mekong , Salween e Yellow - podem diminuir com o aumento das temperaturas. Aproximadamente 2,4 bilhões de pessoas vivem na bacia de drenagem dos rios do Himalaia. Índia, China, Paquistão , Bangladesh , Nepal e Mianmar podem sofrer enchentes seguidas de secas nas próximas décadas. As bacias dos rios Indus, Ganges e Brahmaputra sustentam 700 milhões de pessoas na Ásia. Só na Índia, o Ganges fornece água potável e agrícola para mais de 500 milhões de pessoas. Deve-se reconhecer, entretanto, que o aumento do escoamento sazonal das geleiras do Himalaia levou ao aumento da produção agrícola no norte da Índia ao longo do século XX. Estudos de pesquisa sugerem que a mudança climática terá um efeito marcante sobre o degelo na Bacia do Indo.
A recessão das geleiras das montanhas, notadamente no oeste da América do Norte, Franz-Josef Land, Ásia, Alpes, Pirineus, Indonésia e África, e regiões tropicais e subtropicais da América do Sul, tem sido usada para fornecer suporte qualitativo para a ascensão nas temperaturas globais desde o final do século XIX. Muitas geleiras estão se perdendo devido ao derretimento, aumentando ainda mais as preocupações sobre os futuros recursos hídricos locais nessas áreas glaciais. No oeste da América do Norte, as 47 geleiras North Cascade observadas estão recuando.
Apesar de sua proximidade e importância para as populações humanas , as geleiras das montanhas e vales das latitudes temperadas representam uma pequena fração do gelo glacial na Terra. Cerca de 99% está nas grandes camadas de gelo da Antártica polar e subpolar e da Groenlândia. Essas camadas de gelo contínuas em escala continental, com 3 quilômetros (1,9 mi) ou mais de espessura, cobrem as massas de terra polares e subpolares. Como rios que fluem de um enorme lago, várias geleiras transportam gelo das margens do manto de gelo para o oceano. O recuo das geleiras foi observado nessas geleiras de saída, resultando em um aumento da taxa de fluxo de gelo. Na Groenlândia, o período desde o ano 2000 trouxe um retrocesso a várias geleiras muito grandes que haviam permanecido estáveis por muito tempo. Três geleiras pesquisadas, as geleiras Helheim , Jakobshavn Isbræ e Kangerdlugssuaq , drenam em conjunto mais de 16% da camada de gelo da Groenlândia . Imagens de satélite e fotografias aéreas das décadas de 1950 e 1970 mostram que a frente da geleira permaneceu no mesmo lugar por décadas. Mas em 2001 começou a recuar rapidamente, recuando 7,2 km (4,5 milhas) entre 2001 e 2005. Também acelerou de 20 m (66 pés) / dia para 32 m (105 pés) / dia. Jakobshavn Isbræ no oeste da Groenlândia estava se movendo a velocidades de mais de 24 m (79 pés) / dia com um término estável desde pelo menos 1950. A língua de gelo da geleira começou a quebrar em 2000, levando à desintegração quase completa em 2003, enquanto o a taxa de recuo aumentou para mais de 30 m (98 pés) / dia.
Oceanos
Os oceanos servem como sumidouros de dióxido de carbono, absorvendo muito do que de outra forma permaneceria na atmosfera, mas o aumento dos níveis de CO 2 levou à acidificação dos oceanos . Além disso, à medida que a temperatura dos oceanos aumenta, eles se tornam menos capazes de absorver o excesso de CO 2 . Prevê-se que o aquecimento global tenha vários efeitos nos oceanos. Os efeitos contínuos incluem aumento do nível do mar devido à expansão térmica e derretimento de geleiras e mantos de gelo e aquecimento da superfície do oceano, levando ao aumento da estratificação da temperatura. Outros efeitos possíveis incluem mudanças em grande escala na circulação do oceano.
Aumento do nível do mar
O IPCC (2007a: 5) relatou que desde 1961, o nível médio do mar global aumentou a uma taxa média de 1,8 [1,3 a 2,3] mm / ano. Entre 1993 e 2003, a taxa aumentou acima do período anterior para 3,1 [2,4 a 3,8] mm / ano. O IPCC (2007a) não tinha certeza se o aumento na taxa de 1993 a 2003 foi devido a variações naturais no nível do mar ao longo do período ou se refletiu um aumento na tendência de longo prazo subjacente.
IPCC (2007a: 13, 14) projectado aumento do nível do mar para o fim do século 21 usando os SRES emissão cenários . Ao longo dos seis cenários de marcadores SRES, o nível do mar foi projetado para subir de 18 a 59 cm (7,1 a 23,2 polegadas). Essa projeção foi para o período de 2090–2099, com o aumento do nível em relação ao nível médio do mar durante o período de 1980–1999. Devido à falta de conhecimento científico, esta estimativa do aumento do nível do mar não inclui todas as contribuições possíveis dos mantos de gelo.
Com o aumento da temperatura média global, a água nos oceanos se expande em volume e entra neles água adicional, que antes estava presa em geleiras e mantos de gelo . Os mantos de gelo da Groenlândia e da Antártica são grandes massas de gelo, e pelo menos a primeira delas pode sofrer declínio irreversível. Para a maioria das geleiras em todo o mundo, prevê-se uma perda média de volume de 60% até 2050. Enquanto isso, a estimativa da taxa total de derretimento do gelo na Groenlândia é de 239 ± 23 quilômetros cúbicos (57,3 ± 5,5 cu mi) por ano, principalmente do leste da Groenlândia. A camada de gelo da Antártica, no entanto, deve crescer durante o século 21 por causa do aumento da precipitação. De acordo com o Relatório Especial do IPCC sobre o Cenário de Emissão (SRES) A1B, em meados da década de 2090 o nível do mar global atingirá 0,22 a 0,44 m (8,7 a 17,3 pol.) Acima dos níveis de 1990, e atualmente está aumentando em cerca de 4 mm (0,16 pol.) Por ano. Desde 1900, o nível do mar aumentou a uma média de 1,7 mm (0,067 pol.) Por ano; desde 1993, a altimetria do satélite TOPEX / Poseidon indica uma taxa de cerca de 3 mm (0,12 in) por ano.
O nível do mar subiu mais de 120 metros (390 pés) desde o Último Máximo Glacial cerca de 20.000 anos atrás. A maior parte disso ocorreu antes de 7.000 anos atrás. A temperatura global diminuiu após o Holoceno Climatic Optimum , causando uma redução do nível do mar de 0,7 ± 0,1 m (27,6 ± 3,9 pol.) Entre 4000 e 2500 anos antes do presente. De 3.000 anos atrás até o início do século 19, o nível do mar era quase constante, com apenas pequenas flutuações. No entanto, o período medieval quente pode ter causado alguma elevação do nível do mar; evidências foram encontradas no Oceano Pacífico para uma elevação de talvez 0,9 m (2 pés 11 pol.) acima do nível atual em 700 BP.
Em um artigo publicado em 2007, o climatologista James E. Hansen et al. alegou que o gelo nos pólos não derrete de forma gradual e linear, mas que, segundo o registro geológico, as camadas de gelo podem se desestabilizar repentinamente quando um certo limite é excedido. Neste artigo, Hansen et al. Estado:
Nossa preocupação de que cenários de BAU GHG causariam grande aumento no nível do mar neste século (Hansen 2005) difere das estimativas do IPCC (2001, 2007), que prevê pouca ou nenhuma contribuição para o aumento do nível do mar no século XXI na Groenlândia e na Antártica. No entanto, as análises e projeções do IPCC não explicam bem a física não linear da desintegração do manto de gelo úmido, fluxos de gelo e plataformas de gelo em erosão, nem são consistentes com a evidência paleoclimática que apresentamos para a ausência de defasagem discernível entre o forçamento do manto de gelo e aumento do nível do mar.
O aumento do nível do mar devido ao colapso de uma camada de gelo seria distribuído de maneira não uniforme por todo o globo. A perda de massa na região ao redor do manto de gelo diminuiria o potencial gravitacional ali, reduzindo a quantidade de aumento do nível do mar local ou mesmo causando queda do nível do mar local. A perda da massa localizada também mudaria o momento de inércia da Terra, pois o fluxo no manto terrestre levará de 10 a 15 mil anos para compensar o déficit de massa. Essa mudança no momento de inércia resulta em verdadeira deriva polar , em que o eixo de rotação da Terra permanece fixo em relação ao sol, mas a esfera rígida da Terra gira em relação a ele. Isso muda a localização da protuberância equatorial da Terra e afeta ainda mais o geóide , ou campo potencial global. Um estudo de 2009 sobre os efeitos do colapso da camada de gelo da Antártica Ocidental mostra o resultado de ambos os efeitos. Em vez de um aumento global de 5 metros do nível do mar, o oeste da Antártica experimentaria aproximadamente 25 centímetros de queda do nível do mar, enquanto os Estados Unidos, partes do Canadá e o Oceano Índico experimentariam até 6,5 metros de aumento do nível do mar.
Um artigo publicado em 2008 por um grupo de pesquisadores da Universidade de Wisconsin liderado por Anders Carlson usou o degelo da América do Norte em 9.000 anos antes do presente como um análogo para prever o aumento do nível do mar de 1,3 metros no próximo século, o que também é muito superior às projeções do IPCC. No entanto, os modelos de fluxo glacial nos mantos de gelo menores atuais mostram que um valor máximo provável para o aumento do nível do mar no próximo século é de 80 centímetros, com base nas limitações de quão rápido o gelo pode fluir abaixo da altitude da linha de equilíbrio e para o mar .
Aumento da temperatura e conteúdo de calor do oceano
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De 1961 a 2003, a temperatura global do oceano aumentou 0,10 ° C da superfície até uma profundidade de 700 m. Por exemplo, a temperatura do Oceano Antártico Antártico aumentou 0,17 ° C (0,31 ° F) entre as décadas de 1950 e 1980, quase o dobro da taxa dos oceanos do mundo como um todo. Há variabilidade de ano para ano e em escalas de tempo mais longas, com observações do conteúdo de calor oceânico global mostrando altas taxas de aquecimento de 1991 a 2003, mas algum resfriamento de 2003 a 2007. No entanto, há uma forte tendência durante o período de medições confiáveis. O aumento do conteúdo de calor no oceano também é consistente com o aumento do nível do mar, que ocorre principalmente como resultado da expansão térmica da água do oceano à medida que ela se aquece.
Embora todas as implicações do elevado CO 2 nos ecossistemas marinhos ainda estejam sendo documentadas, há um conjunto substancial de pesquisas mostrando que uma combinação de acidificação e elevação da temperatura do oceano, impulsionada principalmente por CO 2 e outras emissões de gases de efeito estufa, tem um efeito combinado sobre a vida marinha e o ambiente oceânico. Esse efeito excede em muito o impacto prejudicial individual de qualquer um deles. Além disso, o aquecimento dos oceanos agrava a desoxigenação dos oceanos , que é um estressor adicional para os organismos marinhos, aumentando a estratificação dos oceanos, através dos efeitos de densidade e solubilidade, limitando assim os nutrientes,
Acidificação
A acidificação dos oceanos é um efeito do aumento das concentrações de CO 2 na atmosfera e não é uma consequência direta do aquecimento global. Os oceanos absorvem muito do CO 2 produzido pelos organismos vivos, seja como gás dissolvido ou nos esqueletos de minúsculas criaturas marinhas que caem para o fundo para se tornarem calcário ou calcário. Os oceanos absorvem atualmente cerca de uma tonelada de CO 2 por pessoa por ano. Estima-se que os oceanos absorveram cerca de metade de todo o CO 2 gerado pelas atividades humanas desde 1800 (118 ± 19 petagramas de carbono de 1800 a 1994).
Na água, o CO 2 torna-se um ácido carbônico fraco , e o aumento do gás de efeito estufa desde a Revolução Industrial já reduziu o pH médio (a medida laboratorial da acidez) da água do mar em 0,1 unidades, para 8,2. As emissões previstas poderiam reduzir o pH em mais 0,5 até 2100, a um nível provavelmente não visto por centenas de milênios e, criticamente, a uma taxa de mudança provavelmente 100 vezes maior do que em qualquer momento durante este período.
Há preocupações de que o aumento da acidificação possa ter um efeito particularmente prejudicial sobre os corais (16% dos recifes de coral do mundo morreram de branqueamento causado por água quente em 1998, que coincidentemente foi, na época, o ano mais quente já registrado) e outros marinhos organismos com conchas de carbonato de cálcio .
Em novembro de 2009 um artigo na ciência por cientistas da Canada do Departamento de Pesca e Oceanos relataram ter encontrado níveis muito baixos de blocos de construção para o cloreto de cálcio que as formas de plâncton conchas do mar de Beaufort . Fiona McLaughlin , uma das autoras do DFO, afirmou que a crescente acidificação do Oceano Ártico estava perto do ponto de começar a dissolver as paredes do plâncton existente: "[o] ecossistema Ártico pode ser um risco. Na verdade, eles vão dissolver as cascas. " Como a água fria absorve CO 2 mais rapidamente do que a água mais quente, a acidificação é mais severa nas regiões polares. McLaughlin previu que a água acidificada viajaria para o Atlântico Norte nos próximos dez anos.
Desligamento da circulação termohalina
Especula-se que o aquecimento global poderia, por meio de uma paralisação ou desaceleração da circulação termohalina, desencadear um resfriamento localizado no Atlântico Norte e levar ao resfriamento, ou menor aquecimento, naquela região. Isso afetaria em áreas específicas como a Escandinávia e a Grã - Bretanha, que são aquecidas pela deriva do Atlântico Norte .
As chances desse colapso da circulação em curto prazo, que foi retratado ficcionalmente no filme Day After Tomorrow de 2004 , não são claras. Lenton et al. descobriram que "as simulações claramente ultrapassam o ponto crítico do THC neste século".
O IPCC (2007b: 17) concluiu que uma desaceleração da Circulação de Virada Meridional muito provavelmente ocorreria neste século. Devido ao aquecimento global, as temperaturas no Atlântico e na Europa ainda deveriam aumentar.
Depleção de oxigênio
A quantidade de oxigênio dissolvido nos oceanos pode diminuir, com consequências adversas para a vida oceânica .
Aerossóis de enxofre
Os aerossóis de enxofre, especialmente os aerossóis de enxofre estratosféricos, têm um efeito significativo no clima. Uma fonte de tais aerossóis é o ciclo do enxofre , onde o plâncton libera gases como o DMS, que eventualmente se torna oxidado em dióxido de enxofre na atmosfera. A interrupção dos oceanos como resultado da acidificação dos oceanos ou interrupções na circulação termohalina podem resultar na interrupção do ciclo do enxofre , reduzindo assim seu efeito de resfriamento no planeta por meio da criação de aerossóis de enxofre estratosféricos .
Geologia
Vulcões
O recuo das geleiras e calotas polares pode causar aumento do vulcanismo . A redução na cobertura de gelo reduz a pressão de confinamento exercida sobre o vulcão, aumentando as tensões desviatórias e potencialmente causando a erupção do vulcão. Essa redução de pressão também pode causar fusão descompressiva do material no manto, resultando na geração de mais magma. Pesquisadores na Islândia mostraram que a taxa de produção de rocha vulcânica após o degelo (10.000 a 4.500 anos antes do presente ) foi 20-30 vezes maior do que a observada após 2.900 anos antes do presente. Enquanto o estudo original aborda a primeira razão para o aumento do vulcanismo (redução da pressão de confinamento), os cientistas mostraram mais recentemente que essas lavas têm concentrações de oligoelementos incomumente altas , indicativas de aumento do derretimento no manto. Este trabalho na Islândia foi corroborado por um estudo na Califórnia, no qual os cientistas encontraram uma forte correlação entre o vulcanismo e os períodos de degelo global. Os efeitos do atual aumento do nível do mar podem incluir o aumento do estresse crustal na base dos vulcões costeiros devido a um aumento no lençol freático do vulcão (e a intrusão de água salgada associada ), enquanto a massa da água extra pode ativar falhas sísmicas adormecidas ao redor dos vulcões. Além disso, o deslocamento em larga escala da água do derretimento em lugares como a Antártica Ocidental provavelmente alterará ligeiramente o período de rotação da Terra e pode mudar sua inclinação axial na escala de centenas de metros, induzindo mais mudanças de estresse crustal.
Prevê-se que o atual derretimento do gelo aumente o tamanho e a frequência das erupções vulcânicas. Em particular, eventos de colapso lateral em estratovulcões tendem a aumentar, e há feedbacks positivos potenciais entre a remoção de gelo e magmatismo .
Terremotos
Um estudo de modelagem numérica demonstrou que a sismicidade aumenta durante o descarregamento, como devido à remoção de gelo.
Veja também
Referências
Leitura adicional
- IPCC AR4 WG1 (2007). Solomon, S .; Qin, D .; Manning, M .; Chen, Z .; Marquis, M .; Averyt, KB; Tignor, M .; Miller, HL (eds.). Mudança Climática 2007: A Base das Ciências Físicas . Contribuição do Grupo de Trabalho I para o Quarto Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-88009-1.(pb: 978-0-521-70596-7 ).
links externos
- O site do Grupo de Trabalho I do IPCC (WG I) . Este órgão avalia os aspectos físicos e científicos do sistema climático e das mudanças climáticas.