O aquecimento global em números: o que dizem os dados científicos

O impacto das atividades humanas: o aumento exponencial do CO₂

Os trabalhos de Svante Arrhenius (1859-1927) já haviam estabelecido a ligação entre CO₂ e temperatura em 1896. Hoje, os estudos de atribuição mostram que as atividades humanas são responsáveis por mais de 95% do aquecimento observado desde 1950.

A concentração de dióxido de carbono na atmosfera sofreu um aumento sem precedentes desde o início da era industrial, passando de 280 ppm (partes por milhão) em meados do século XIX para 420 ppm atualmente.

Compreender os números do clima: Para além da média global

O aquecimento global representa um dos maiores desafios do século XXI. Por detrás dos discursos mediáticos e políticos, escondem-se dados científicos complexos que merecem ser decifrados.

Os dados da NASA e da NOAA mostram um aumento médio de 1,2°C desde a era pré-industrial (1850-1900). Este valor pode parecer modesto, mas esconde variações regionais importantes: o Ártico está a aquecer 2 a 3 vezes mais rápido do que a média mundial.

N.B. :
1850–1900 é o período em que as medições instrumentais fiáveis começam a estar disponíveis à escala global, antes que as emissões industriais se tornassem massivas. Temperatura média estimada: Cerca de 13,7°C em 1900 (vs ~14,9°C em 2023–2025, ou seja, +1,2°C de aumento).

As principais fontes antropogénicas de CO₂

As atividades humanas responsáveis por este aumento podem ser classificadas por ordem de importância:

O que significa um "aumento médio de 1,2°C"?

Este valor representa o aumento da temperatura média à superfície da Terra, mas esta média global esconde realidades complexas. Não se trata de um aumento uniforme que seria sentido em toda a parte do planeta. Este valor de 1,2°C é uma média calculada sobre o conjunto do globo:

• Integra as temperaturas dos continentes e dos oceanos
• Combina as medições diurnas e noturnas
• Representa uma média sobre vários anos (geralmente sobre 30 anos)

Esta média mascara importantes disparidades geográficas

Como é que o CO₂, presente em tão pequena quantidade no ar, pode afetar tanto o clima?

Como é que um gás, o CO₂, presente em proporção tão baixa (0,04% da atmosfera) pode ter uma influência tão determinante no clima terrestre? A resposta reside nas propriedades físicas específicas do dióxido de carbono e no seu papel no efeito de estufa.

A estrutura molecular do CO₂ e a sua interação com a radiação infravermelha

O dióxido de carbono (CO₂) possui uma estrutura linear e assimétrica (O=C=O) que lhe confere propriedades únicas de absorção dos infravermelhos. Ao contrário do oxigénio (O₂) ou do azoto (N₂), o CO₂ pode vibrar de modo a absorver eficazmente a radiação térmica emitida pela Terra, e depois reemitir-la em todas as direções – inclusive para a superfície terrestre.

Mecanismo de absorção dos infravermelhos

A molécula de CO₂ absorve principalmente os infravermelhos na banda dos 15 µm (micrómetros), um comprimento de onda característico da radiação térmica terrestre. Esta absorção resulta dos seus três modos de vibração:

1. Alongamento simétrico (pouco ativo no IR), os átomos de oxigénio afastam-se e aproximam-se do carbono ao mesmo tempo → pouco eficaz para captar calor.
2. Alongamento assimétrico (fortemente ativo, responsável pela absorção a 15 µm), um oxigénio puxa o carbono para um lado enquanto o outro o empurra → é este movimento que retém melhor os infravermelhos.
3. Deformação angular (absorção a ~4,3 µm, menos intensa mas significativa), a molécula curva-se ligeiramente → capta outra parte do calor.

Estas vibrações alteram o momento dipolar da molécula, condição necessária para interagir com as ondas electromagnéticas infravermelhas. O CO₂ absorve os fotões IR cuja energia corresponde às suas transições vibracionais (como o alongamento assimétrico), e depois reemite essa energia sob a forma de calor ou de novos fotões, contribuindo assim para o efeito de estufa.

Estado fundamental (CO₂) ─────[Absorção de um fotão IR]─────► Estado vibracional excitado (E = hν, λ ≈ 15 µm) Estado excitado ─────[Reemissão de um fotão IR ou colisão]─────► Estado fundamental + calor

Consequências no efeito de estufa

Ao reemitir uma parte da radiação infravermelha para a superfície, o CO₂ contribui para reter uma parte do calor na atmosfera. Ao contrário do vapor de água (outro gás com efeito de estufa importante), a sua concentração é menos sensível a variações locais de temperatura, o que o torna um regulador climático a longo prazo.

Comparação com outros gases atmosféricos

O oxigénio (O₂) e o azoto (N₂), maioritários na atmosfera (99%), não absorvem os infravermelhos porque as suas ligações são simétricas e não polares. Em contrapartida, o metano (CH₄) ou o protóxido de azoto (N₂O) têm estruturas ainda mais eficazes do que o CO₂ para absorver os IR, mas a sua concentração é muito menor. O CO₂ desempenha portanto um papel central no balanço radiativo terrestre.

N.B. :
Em condições normais, o CO₂ é electricamente neutro. Mas quando vibra, desenvolve uma pequena carga desequilibrada. Esta propriedade permite-lhe interceptar os infravermelhos – o calor que a Terra tenta evacuara para o espaço. Sem este mecanismo, a temperatura média na Terra seria 30°C mais fria!

Os cenários do IPCC: do otimista ao pessimista

O IPCC desenvolveu vários cenários, dos mais otimistas (SSP1-1.9) aos mais pessimistas (SSP5-8.5). Estas projeções têm em conta as emissões de gases com efeito de estufa, a demografia mundial e as políticas climáticas.

Aquecimento global segundo os cenários SSP (Shared Socioeconomic Pathways) do IPCC

Fonte: IPCC, Relatório AR6, 2021 ; CMIP6 Scenario Database ; NASA Climate Change.

Os pontos de rutura climáticos: quando a Terra perde o equilíbrio

A Terra é um sistema termodinâmico que procura permanentemente a estabilidade. O clima funciona da mesma maneira: alguns elementos-chave do nosso planeta poderiam, para além de um certo limiar, mudar radicalmente e de forma irreversível. Estes limiares críticos são chamados pontos de rutura. Um ponto de rutura é um limiar para além do qual um sistema climático:

• Sofre uma mudança abrupta e frequentemente irreversível
• Passa a um novo estado de equilíbrio, muito diferente do anterior
• Pode auto-manter-se, mesmo sem nova perturbação

N.B. :
Estes fenómenos não são previsões distantes: alguns poderiam ser desencadeados com um aquecimento de 1,5 a 2°C. Uma vez ultrapassados, os seus efeitos poderiam propagar-se como peças de dominó através do sistema climático.

Pontos de rutura climáticos iminentes: a contagem decrescente já começou?

Os peritos do IPCC, da NASA e estudos recentes publicados na Nature e na Science (2020-2024) identificam vários sistemas climáticos vulneráveis. Estes pontos de rutura poderiam ser desencadeados com um aquecimento de 1,5°C a 2°C, um limiar que estamos a aproximar rapidamente (1,2°C atingido em 2025). A sua ultrapassagem provocaria mudanças irreversíveis à escala humana e efeitos em cascata sobre todo o sistema Terra.

Onde estamos hoje?

• Alguns pontos (como o degelo da Gronelândia ou o enfraquecimento da AMOC) poderiam ser ultrapassados a partir de 1,5°C de aquecimento.
• Outros (como o desaparecimento da Amazónia) tornam-se prováveis a 2°C.
• Ainda emitimos 40 mil milhões de toneladas de CO₂ por ano (2025), o que nos aproxima perigosamente destes limiares.

N.B. :
Um estudo publicado na Science (2022) estima que já ultrapassámos 5 dos 16 pontos de rutura identificados, incluindo o degelo parcial da Gronelândia e da Antártida Ocidental, e o abrandamento da AMOC.

O que podemos fazer?

• Reduzir drasticamente as emissões para permanecer abaixo de 1,5°C.
• Proteger os ecossistemas (florestas, turfeiras) que atuam como amortecedores climáticos.
• Desenvolver tecnologias de captura de carbono para compensar as emissões residuais.
• Prepararmo-nos para as mudanças inevitáveis (adaptação das costas, agricultura resiliente).

Cada décimo de grau conta: limitar o aquecimento a 1,5°C em vez de 2°C poderia evitar a ultrapassagem de vários pontos de rutura.