UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ
FACULDADE DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIAS E LETRAS DO SERTÃO CENTRAL
ANTONIO ELANO SOUSA BARBOSA
O AQUECIMENTO GLOBAL E AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS
QUIXADÁ – CEARÁ
2023
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Guias e Dicas
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Encontrar documentos
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Videoaulas
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Quiz
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Aquecimento Global e Mudanças Climáticas: Efeito Estufa e Implicações - Prof. Regina Claud, Exercícios de Matemática
Este trabalho de conclusão de curso, apresentado à universidade estadual do ceará, aborda o tema do aquecimento global e as mudanças climáticas, com foco no efeito estufa. Os mecanismos naturais envolvidos no efeito estufa, os gases de efeito estufa e o agravamento do fenômeno, além de discutir as variações climáticas e os efeitos dos aerossóis.
Tipologia: Exercícios
2025
1 / 75
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Documentos relacionados
Pré-visualização parcial do texto
Baixe Aquecimento Global e Mudanças Climáticas: Efeito Estufa e Implicações - Prof. Regina Claud e outras Exercícios em PDF para Matemática, somente na Docsity!
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ
FACULDADE DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIAS E LETRAS DO SERTÃO CENTRAL
ANTONIO ELANO SOUSA BARBOSA
O AQUECIMENTO GLOBAL E AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS
QUIXADÁ – CEARÁ
ANTONIO ELANO SOUSA BARBOSA
O AQUECIMENTO GLOBAL E AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Licenciatura em Química da Faculdade de Educação Ciências e Letras do Sertão Central da Universidade Estadual do Ceará, como requisito parcial para a obtenção do grau de licenciado em Química. Orientação: Renato Eugenio Oliveira Diniz. QUIXADÁ – CEARÁ 2023
ANTONIO ELANO SOUSA BARBOSA
O AQUECIMENTO GLOBAL E AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Licenciatura Plena em Química da Faculdade de Educação Ciências e Letras do Sertão Central da Universidade Estadual do Ceará, como requisito parcial para a obtenção do grau de licenciado em Química. Aprovado em: 06 de novembro de 2023. BANCA EXAMINADORA Prof. Me. Renato Eugenio Oliveira Diniz Faculdade de Educação, Ciências e Letras do Sertão Central – FECLESC Universidade Estadual do Ceará – UECE Prof. Manuel Bandeira dos Santos Neto Faculdade de Educação, Ciências e Letras do Sertão Central – FECLESC Universidade Estadual do Ceará – UECE Prof. Mickaely Romão Viana Carneiro Faculdade de Educação, Ciências e Letras do Sertão Central – FECLESC Universidade Estadual do Ceará – UECE
A Deus por ter me dado forças, por ter me dado saúde e coragem para conseguir vencer cada obstáculos. A determinação, foco, insistência e muita fé, só tenho que lhe agradecer, pois se cheguei até aqui foi graças as tuas mãos que me guiaram. A toda minha família, que sempre esteve presente desde o início.
“Que os vossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossível”. (Charles Chaplin)
RESUMO
Os cientistas estão observando as mudanças no clima da Terra em todas as regiões e em todo o sistema climático, de acordo com o último relatório do Painel Intergovernamental sobre Alterações Climáticas (IPCC), divulgado atualmente. Muitas das alterações observadas no clima não têm precedentes – como a subida contínua do nível do mar – são irreversíveis ao longo de centenas a milhares de anos O efeito estufa é um mecanismo natural, onde o calor é retido próximo à superfície da Terra por “gases de efeito estufa”. O relatório mostra que as emissões de gases com efeito de estufa provenientes das atividades humanas são responsáveis por aproximadamente 1,1°C de aquecimento desde 1850-1900 e conclui que, em média, ao longo dos próximos 20 anos, a temperatura global deverá atingir ou exceder 1,5°C de aquecimento. O fenômeno do rápido aquecimento global - com suas demandas por ajustes de grande escala - geralmente é considerado o nosso mais importante problema ambiental mundial, embora efeitos positivos e negativos possam estar associados a qualquer aumento significativo na média da temperatura global. Esse fenômeno, no entanto, tem sido agravado pela ação antrópica, que tem elevado as emissões de gases de efeito estufa à atmosfera, provocando alterações climáticas em todo o planeta. Essa grande concentração de gases dificulta que o calor seja devolvido ao espaço, aumentando, consequentemente, as temperaturas. Por conseguinte, serão discutidos os mecanismos naturais envolvidos no efeito estufa, os gases envolvidos e o agravamento desse fenômeno que geralmente é denominado de efeito estufa intensificado. Serão abordadas algumas características sobre o sistema climático, suas variações, suas mudanças causadas por forças externas e a dinâmica desses sistemas que dependem de muitos fatores. E, por fim, estão descritos os efeitos modificadores do clima dos aerossóis. Palavras-chave : Efeito estufa; Aquecimento Global; Variações Climáticas; Poluição.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - (^) Visão esquemática dos componentes do sistema climático global (negrito), seus processos e interações (setas finas) e alguns aspectos que pode mudar (setas grossas) .................... 23 Figura 2 – Composição porcentual em volume da mistura total dos gases presentes na atmosfera ..................................................... 24 Figura 3 – O balanço energético anual e médio global ............................... 29 Figura 4 – O Espectro das radiações eletromagnéticas provenientes do Sol ................................................................................................... (^33) Figura 5 – As características de uma onda e suas relações ....................... 34 Figura 6 – Distribuições dos comprimentos de onda (em diferentes escalas) para a luz emitida pelo Sol (curva tracejada) e pela luz refletida pela superfície da Terra e troposfera (curva sólida) ............................................................................................. (^35) Figura 7 - (^) (a) Reconstrução das mudanças na média anual global das temperaturas de superfície, relativas para as médias de 1961-
1990. (b) Temperaturas médias globais - continente e oceano. (c) Temperatura linear das tendências que cobrem os períodos de 25, 50, 100 e 150 anos até 2005 ............................... 38 Figura 8 - O efeito estufa: saída do IR absorvido pelos gases de efeito de estufa são reemitidos (lado esquerdo do diagrama) ou convertidos em calor (lado direito) .............................................. 41 Figura 9 - Os dois tipos de vibrações dentro das moléculas. O alongamento da ligação (a) é ilustrado para uma molécula diatômica XY. A variável R representa o valor médio da distância X – Y. (b) a vibração de deformação angular é mostrada para uma molécula triatômica XYZ. O ângulo XYZ médio é indicado por .................................................................. 43
Figura 10 - (^) O espectro de absorção do infravermelho para o dióxido de carbono. A escala para o comprimento de onda é linear quando expresso em números de onda, que possuem unidades de cm-^1 ; número de onda = 10.000 / comprimento de onda em nm .................................................................................... (^46) Figura 11 - Intensidade medida experimentalmente (curva em negrito) de luz infravermelha térmica deixando a superfície da Terra à baixa atmosfera (acima do deserto do Saara) comparado com a intensidade teórica (curva verde) que seria esperado sem absorção pelos gases de efeito estufa da atmosfera ................ 47 Figura 12 - O histórico da variação de concentração de dióxido de carbono na atmosfera. O encarte mostra a tendência com sazonal flutuações, em tempos recentes .................................... 48 Figura 13 - Produção de óxido nitroso como subproduto durante o ciclo biológica do nitrogênio ................................................................. 56 Figura 14 - Interação de luz solar com as partículas atmosféricas em suspensão. (a) Modos de interação. (b) Ilustração do efeito indireto de produzir aumento da reflexão por pequenas gotas de água quando comparadas com gotas maiores, mas com o mesmo volume total ...................................................................... 66 Figura 15 - A quantidade da luz do sol refletida ao espaço, pelo mecanismo direto de aerossóis antropogênicos, em W.m-^2 da superfície da Terra ......................................................................... (^68) Figura 16 - Contribuições ao aquecimento e resfriamento global em 2005 produzida por vários fatores, expressos em percentagens do total do aquecimento antropogênico ........................................... 63
SUMÁRIO
- 1 INTRODUÇÃO
- 2 INTRODUÇÃO AO SISTEMA CLIMÁTICO
- 2.1 Tempo e Clima
- 2.2 O Sistema Climático
- 2.3 Variações Climáticas Naturais
- 3 O EFEITO ESTUFA
- 3.1 A Fonte de Energia da Terra
- 3.2 Tendências Históricas da Temperatura Global
- 3.3 Emissões de energia da Terra e o efeito estufa
- estufa 3.4 Vibrações moleculares: absorção de energia por gases de efeito
- 3.5 Dióxido de carbono: absorção de luz infravermelha
- emissão 3.6 Dióxido de carbono: concentrações do passado e tendências de
- 3.7 Vapor de água
- 3.8 Metano: Absorção e sumidouros
- 3.9 Óxido nitroso
- 3.10 CFCs e seus substitutos
- 3.11 Hexafluoreto de enxofre
- 3.12 Ozônio Troposférico
- 4 OS EFEITOS MODIFICADORES DO CLIMA DOS AEROSSÓIS
- 4.1 A interação da luz com as partículas
- 4.2 Aerossóis e o aquecimento global
- 4.3 O aquecimento global atual
- 5 CONCLUSÃO
- REFERÊNCIAS ………………………………………………………………..
14 1 INTRODUÇÃO Os cientistas estão observando as mudanças no clima da Terra em todas as regiões e em todo o sistema climático, de acordo com o último relatório do Painel Intergovernamental sobre Alterações Climáticas (IPCC), divulgado atualmente. Muitas das alterações observadas no clima não têm precedentes em milhares, senão centenas de milhares de anos, e algumas das alterações já desencadeadas – como a subida contínua do nível do mar – são irreversíveis ao longo de centenas a milhares de anos (IPCC. Contudo, reduções fortes e sustentadas nas emissões de dióxido de carbono (CO 2 ) e outros gases com efeito de estufa limitariam as alterações climáticas. Embora os benefícios para a qualidade do ar são sentidas mais rapidamente, poderá levar de 20 a 30 anos para que as temperaturas globais se estabilizem, de acordo com o relatório do Grupo de Trabalho I do IPCC, Mudanças Climáticas 2021: a Base da Ciência Física, aprovado na sexta-feira por 195 governos membros do IPCC. , por meio de uma sessão virtual de aprovação realizada durante duas semanas, começando em 26 de julho de 2023. O relatório do Grupo de Trabalho I é a primeira parte do Sexto Relatório de Avaliação (AR6) do IPCC, que foi concluído em 2022. “Este relatório reflete esforços extraordinários em circunstâncias excepcionais”, disse Hoesung Lee, Presidente do IPCC. “As inovações contidas neste relatório e os avanços na ciência climática que ele reflete, proporcionam um contributo inestimável para as negociações climáticas e para a tomada de decisões.” Com o aquecimento tornando-se mais rápido, o relatório fornece novas estimativas sobre as probabilidades de ultrapassar o nível de aquecimento global de 1,5°C nas próximas décadas e conclui que, a menos que haja reduções imediatas, rápidas e em grande escala nas emissões de gases com efeito de estufa, limitando o aquecimento a perto de 1,5°C ou mesmo 2°C estarão fora do alcance. O relatório mostra que as emissões de gases com efeito de estufa provenientes das atividades humanas são responsáveis por aproximadamente 1,1°C de aquecimento desde 1850-1900 e conclui que, em média, ao longo dos próximos 20 anos, a temperatura global deverá atingir ou exceder 1,5°C de aquecimento. Esta avaliação baseia-se em conjuntos de dados observacionais melhorados para avaliar o aquecimento histórico, bem como no progresso na compreensão
16 perda da cobertura de neve sazonal, o derretimento dos glaciares e das camadas de gelo e a perda do gelo marinho do Ártico no Verão. As alterações nos oceanos, incluindo o aquecimento, as ondas de calor marinhas mais frequentes, a acidificação dos oceanos e a redução dos níveis de oxigénio, têm sido claramente associadas à influência humana. Estas mudanças afectam tanto os ecossistemas oceânicos como as pessoas que deles dependem, e continuarão pelo menos durante o resto deste século. Para as cidades, alguns aspectos das alterações climáticas podem ser amplificados, incluindo o calor (uma vez que as áreas urbanas são geralmente mais quentes do que os seus arredores), as inundações causadas por fortes precipitações e a subida do nível do mar nas cidades costeiras. Muitas pessoas pensam no aquecimento global e nas mudanças climáticas como sinônimos, mas os cientistas preferem usar "mudança climática" ao descrever as mudanças complexas que agora afetam o tempo e os sistemas climáticos de nosso planeta. A mudança climática abrange não apenas o aumento da temperatura média, mas também eventos climáticos extremos, mudanças nas populações e habitats da vida selvagem, aumento do nível do mar e uma série de outros impactos. Todas essas mudanças estão surgindo à medida que os humanos continuam a adicionar gases de efeito estufa que retêm o calor na atmosfera (HARRISON, 1991). Os cientistas documentam esses impactos das mudanças climáticas: O gelo está derretendo em todo o mundo, especialmente nos pólos da Terra. Isso inclui geleiras de montanha, mantos de gelo cobrindo a Antártica Ocidental, a Groenlândia e o gelo do mar Ártico. No Parque Nacional das Geleiras de Montana, o número de geleiras diminuiu para menos de 30, de mais de 150 em 1910. Muito desse gelo derretido contribui para a elevação do nível do mar. Os níveis globais do mar estão subindo 3,2 milímetros por ano, e o aumento está ocorrendo em um ritmo mais rápido nos últimos anos (IPCC 2021, 2021). O Efeito Estufa é um mecanismo natural, onde o calor é retido próximo à superfície da Terra por “gases de efeito estufa”. Esses gases que aquecem a atmosfera e a superfície, podem ser vistos como um cobertor enrolado em volta da Terra. Os gases de efeito estufa incluem dióxido de carbono, metano, óxidos nitrosos e vapor de água. Os gases de efeito estufa surgem naturalmente e fazem parte da composição de nossa atmosfera. Esse fenômeno natural faz com que a temperatura média do planeta fique em torno de +15°C. Se não houvesse essa retenção de calor
17 ocasionada por esses gases, a temperatura média global seria de - 18°C, e nosso planeta seria completamente congelado, impedindo que a vida, como conhecemos, pudesse desenvolver (MANAHAN, 2000). Atualmente, é frequente encontrar nas mídias, assuntos que discutem e relatam a previsão de que o efeito estufa afetará significativamente o clima em todo o mundo no futuro. Os termos: efeito estufa intensificado e aquecimento global têm significados comuns, e simplesmente significam que a média das temperaturas globais do ar aumentam vários graus como resultado do acúmulo de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa na atmosfera. Na verdade, a maioria dos cientistas atmosféricos acredita que esse aquecimento global já está em andamento há algum tempo e é em grande parte responsável pelo aumento da temperatura do ar de cerca de dois terços de um grau Celsius que vem ocorrendo desde 1860 (MANAHAN, 2000). O fenômeno do rápido aquecimento global - com suas demandas por ajustes de grande escala - geralmente é considerado o nosso mais importante problema ambiental mundial, embora efeitos positivos e negativos possam estar associados a qualquer aumento significativo na média da temperatura global. Ao contrário da destruição do ozônio estratosférico, que se manifestou de forma espetacular na forma do buraco na camada de ozônio, o fenômeno do aquecimento global, devido ao efeito estufa, ainda não foi observado de uma forma que convença a todos de sua existência (BAIRD, CANN, 2012). Ninguém atualmente tem certeza da extensão ou do nível de futuros aumentos de temperatura, nem é provável que previsões confiáveis para regiões individuais estarão sempre disponíveis em antecipação dos eventos em questão. Se os modelos atuais da atmosfera são corretos, no entanto, um aquecimento significativo ocorrerá nas próximas décadas. Isto é importante para que entendamos os fatores que estão impulsionando este aumento para que podemos, se quisermos, tomar medidas para evitar catástrofes potenciais causadas por mudanças climáticas rápidas no futuro. Esse fenômeno, no entanto, tem sido agravado pela ação antrópica, que tem elevado as emissões de gases de efeito estufa à atmosfera, provocando alterações climáticas em todo o planeta. Essa grande concentração de gases dificulta que o calor seja devolvido ao espaço, aumentando, consequentemente, as temperaturas do planeta (MANAHAN, 2000).
19 2 INTRODUÇÃO AO SISTEMA CLIMÁTICO 2.1 Tempo e Clima As mudanças do tempo e o clima têm uma profunda influência sobre a vida na Terra. Estes fenômenos fazem parte da experiência diária dos seres humanos e são essenciais para sua qualidade de vida, refletindo tanto na produção de alimentos, quanto no seu bem-estar ou saúde. E mais do que antes, as preocupações com as variações climáticas induzidas pelo homem têm sido discutidas intensamente, dada as mudanças radicais do clima e de suas periodicidades que estão sendo claramente observadas atualmente. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC), foi estabelecida pela Organização Mundial de Saúde (OMS) e pela UNEP (United Nations Environment Programme) com a finalidade de acessar informações técnicas, científicas e socioeconômicas relevantes para a compreensão das mudanças climáticas, seus impactos potenciais e as opções para a adaptação e a mitigação mundial, e tem finalizado atualmente no Relatório elaborado da 48a^ Sessão do IPCC, em Incheon, República da Coreia, em 6 de outubro de 2018. Nesse relatório, assim como nos outros anteriormente publicados, existem evidências científicas que as atividades humanas já estão influenciando o clima do planeta (IPCC 2021, 2021). Se desejarmos compreender, detectar e eventualmente predizer a influência sobre o clima da Terra, devemos também compreender o sistema que determina esse clima e os processos que ocasionam as variações climáticas. Nesse capítulo, as informações relatadas aqui foram extraídas e compiladas de alguns desses relatórios publicados pelo IPCC (IPCC 2021, 2021). Geralmente os termos tempo e clima são sempre definidos de maneira não muito clara e desencontrados. O tempo, como nós o conhecemos, é um estado flutuante da atmosfera que nos circunda, caracterizado pela temperatura, vento, chuvas, nuvens e outros elementos. Esse tempo é o resultado das variações da dinâmica do sistema atmosférico, como por exemplo, as variações de pressões com suas frentes associadas, precipitações e ciclones tropicais. São sempre limitadas as previsões dessas variações de tempo; sistemas convectivos em mesoescala são geralmente previstos em períodos de horas somente; cartas sinóticas na escala de
20 ciclones podem ser estabelecidas em períodos de dias a uma semana. Além de uma semana ou duas, as previsões baseadas nesses sistemas são impraticáveis (IPCC 2021, 2021). O clima refere-se às variações médias do tempo de uma determinada área que ocorre dentro de certo período. A climatologia clássica fornece a classificação e a descrição dos vários regimes climáticos encontrados na Terra. O clima varia de lugar para lugar, depende da latitude, da distância do mar, da presença ou não de vegetação, montanhas e outros fatores geográficos (MANAHAN, 2000). O clima varia também com o tempo decorrido: de estação para estação, de ano a ano, década a década ou em escalas de tempo muito maiores, como por exemplo, as Eras glaciais. Variações médias, estatisticamente significantes do estado do clima ou de suas variabilidades, tipicamente persistentes por décadas ou mais, são chamadas de “variações climáticas” (BAIRD, CANN, 2012). As variações climáticas e suas mudanças causadas por forças externas podem ser parcialmente preditas, particularmente sobre escalas espaciais continentais ou globais. As atividades humanas que atuam como variações climáticas induzidas pelo homem, tais como a emissão de gases intensificadores do efeito estufa ou do uso da terra, podem ser parcialmente previstas, também. Contudo, a habilidade para atualmente fazer estas previsões é limitada, pois não podemos prever com exatidão as mudanças da população, da economia e do desenvolvimento tecnológico, assim como de outras características relevantes das atividades humanas futuras. Na prática, podemos apenas depender dos cenários cuidadosamente construídos do comportamento humano e determinar as projeções climáticas com base em tais cenários. O conhecimento tradicional do tempo e do clima está focalizado naquelas variáveis que afetam diariamente nossa vida de forma mais direta: as temperaturas média, máxima e mínima, o vento próximo à superfície da Terra, a precipitação em suas várias formas, a umidade, tipo e quantidade de nuvens e a radiação solar. Estas são as variáveis observadas periodicamente por muitas estações meteorológicas em torno do globo (BAIRD, CANN, 2012). Contudo, estas variáveis são apenas partes do que realmente determinam o tempo e o clima. A dinâmica dos sistemas climáticos depende também da estrutura vertical da atmosfera, da influência do terreno, do oceano e de muitos outros fatores que não são percebidos ou notados pelos seres humanos. O clima é determinado