Você provavelmente se lembra de seus professores de ciências do ensino fundamental explicando que a energia não pode ser criada nem destruída. Essa é uma propriedade fundamental do universo.
A energia pode ser transformada, no entanto. Quando os raios do Sol atingem a Terra, eles são transformados em movimentos aleatórios de moléculas que você sente como calor. Ao mesmo tempo, a Terra e a atmosfera estão enviando radiação de volta ao espaço. O equilíbrio entre a energia que entra e sai é conhecido como “orçamento de energia” da Terra.
Nosso clima é determinado por esses fluxos de energia. Quando a quantidade de energia que entra é maior do que a que sai, o planeta se aquece.
Isso pode acontecer de algumas maneiras, como quando o gelo marinho que normalmente reflete a radiação solar de volta para o espaço desaparece e o oceano escuro absorve essa energia. Também acontece quando os gases do efeito estufa se acumulam na atmosfera e prendem parte da energia que, de outra forma, seria irradiada.
Cientistas como eu medem o orçamento de energia da Terra desde a década de 1980 usando instrumentos em satélites, no ar, nos oceanos e no solo. É uma parte importante da nova avaliação do clima do relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas das Nações Unidas, divulgado em 9 de agosto de 2021.
Aqui está uma visão mais detalhada de como a energia flui e o que o orçamento de energia nos diz sobre como e por que o planeta está esquentando.
Equilibrando a energia do Sol
Praticamente toda a energia do sistema climático da Terra vem do sol. Apenas uma pequena fração é conduzida para cima a partir do interior da Terra.
Em média, o planeta recebe 340,4 watts de sol por metro quadrado. Todo o sol incide durante o dia e os números são muito mais elevados ao meio-dia local.
Desses 340,4 watts por metro quadrado:
99,9 watts são refletidos de volta para o espaço por nuvens, poeira, neve e a superfície da Terra.
Os 240,5 watts restantes são absorvidos – cerca de um quarto pela atmosfera e o restante pela superfície do planeta. Essa radiação é transformada em energia térmica dentro do sistema terrestre.
Quase toda a energia absorvida é igualada pela energia emitida de volta ao espaço. No entanto, um resíduo agora se acumula como aquecimento global. Esse resíduo aumentou, de pouco menos de 0,6 watts por metro quadrado no final do século passado para 0,79 em 2006-2018, de acordo com os dados mais recentes do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. A grande maioria disso agora está aquecendo os oceanos. Embora possa soar como um número pequeno, essa energia aumenta.
A atmosfera absorve muita energia e emite-a como radiação para o espaço e de volta para a superfície do planeta. Na verdade, a superfície da Terra recebe quase duas vezes mais radiação da atmosfera do que da luz solar direta. Isso ocorre principalmente porque o Sol aquece a superfície apenas durante o dia, enquanto a atmosfera quente está lá 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Juntos, a energia que chega à superfície da Terra vinda do Sol e da atmosfera é de cerca de 504 watts por metro quadrado. A superfície da Terra emite cerca de 79% desse retorno. A energia de superfície restante vai para a evaporação da água e aquece o ar, os oceanos e a terra.
O resíduo entre a luz do sol que entra e o infravermelho que sai é devido ao acúmulo de gases de efeito estufa como o dióxido de carbono no ar. Esses gases são transparentes à luz do sol, mas opacos aos raios infravermelhos – eles absorvem e emitem muitos raios infravermelhos de volta para baixo.
A temperatura da superfície da Terra deve aumentar em resposta até que o equilíbrio entre a radiação que entra e sai seja restaurado.
O que isso significa para as temperaturas globais?
A duplicação do dióxido de carbono adicionaria 3,7 watts de calor a cada metro quadrado da Terra. Imagine lâmpadas noturnas incandescentes antiquadas distribuídas a cada 3 pés no mundo inteiro, acesas para sempre.
Na taxa atual de emissões, os níveis de gases de efeito estufa dobrariam em relação aos níveis pré-industriais em meados do século.
Os cientistas do clima calculam que adicionar tanto calor ao mundo aqueceria o clima da Terra em cerca de 5 graus Fahrenheit (3 C). Prevenir isso exigiria a substituição da combustão de combustíveis fósseis, a principal fonte de emissões de gases de efeito estufa, por outras formas de energia.
O orçamento de energia da Terra está no centro da nova avaliação climática do IPCC, escrita por centenas de cientistas revisando as pesquisas mais recentes. Com o conhecimento do que está mudando, todos podem fazer escolhas melhores para preservar o clima como o conhecemos.
Publicado em 21/08/2021 14h42
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