ionosfera

Ionosfera

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A ionosfera e sua estrutura

A ionosfera e sua estrutura

A ionosfera se localiza entre sessenta e quatrocentos quilômetros de altitude, é composta de íons, plasma ionosférico, e, devido à sua composição, reflete ondas de rádio até aproximadamente 30 MHz.

Índice

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[editar] O Sol e os raios cósmicos

O maior agente de ionização da ionosfera, é o Sol, cuja radiação nas bandas de raio X, e ultravioleta, insere grande quantidade de elétrons livres em seu meio. Os meteoritos e raios cósmicos também são responsáveis pela presença secundária de íons na região. Na ionosfera a densidade de elétrons livres é variável de acordo com a hora do dia, estação do ano, e ás variações da composição química da alta atmosfera. A cada 11 anos, obedecendo ao ciclo das manchas solares, a densidade de elétrons e a composição da ionosfera sofrem mudanças radicais, podendo inclusive bloquear totalmente as comunicações em HF.

A composição da atmosfera, a partir dos cem quilômetros de altitude, embora tênue, varia, já que os gases estratificam-se. Por exemplo os gases, O2, O, N2, N, absorvem radiações quantitativamente, uma vez que o nível de absorção varia conforme a densidade destes, a densidade de ionização varia proporcionalmente com a altura formando desta forma camadas de absorção distintas e variáveis, conforme a hora do dia.

Nas zonas mais baixas os elétrons livres e íons desaparecem, pois sempre a recombinação prevalecerá sobre a ionização, devido à maior densidade de partículas. Nas zonas mais altas é muito baixa a densidade de gases, moléculas e átomos, a quantidade de radiação, ou seja a energia vinda do espaço é muito alta, porém, não existem gases, átomos, ou moléculas livres o suficiente para ser ionizadas, portanto só haverá ionização à medida que mergulhamos na atmosfera, até uma certa profundidade.

A propagação de ondas eletromagnéticas no plasma ionosférico, se comporta analogamente como ondas sônicas dentro de fluídos de diferentes densidades. Ora refletindo, ora refratando, ora sem oferecer resistência alguma, e ora refletindo e refratando. Num plasma com N colisões elétron – partículas (íons, átomos, moléculas,elétrons, neutrinos, etc), levando-se em conta o movimento térmico dos elétrons, pode-se dizer que tem ora características fluidas, ora características sólidas, pois o plasma não é líquido, nem sólido, tampouco gasoso, portanto, comporta-se de maneira anômala aos nossos sentidos, porém fácil de ser analisado e rastreado seu comportamento matematicamente.

A densidade da ionosfera se mede por N elétrons por metro cúbico, portanto, temos volume, e densidade. Despreza-se na prática (Neste caso) os efeitos térmicos, e efeitos gravitacionais por esses serem desprezíveis para o entendimento dos mecanismos de propagação e reflexão ionosférica, embora sejam de suma importância para as comunicações de rádio, principalmente nas altas freqüências. A ionosfera, dependendo da hora do dia ou da insolação, isto é da quantidade de energia eletromagnética provinda do sol, principalmente nas bandas de raios x e raios ultra-violeta, separa-se em camadas. Isso ocorre devido à absorção de energia, que vai fazer com que se separem as camadas de acordo com o nível energético que o plasma ionosférico absorveu.

No plasma ionosférico encontramos condutividade e permissividade elétrica , isto é, em alguns momentos se comporta como um condutor elétrico, por exemplo, como se fosse uma placa metálica, porém sintonizada em determinadas freqüências, onde uma vez se comportando como tal, pode perfeitamente refletir determinados comprimentos de onda sem problema algum, e praticamente sem perdas, absorver outros comprimentos de onda inutilizando totalmente a propagação destas.

A reflexão é exatamente uma das propriedades exploradas na comunicação, usando-se a antena com refletor apontada para a ionosfera, daí a importância de se conhecer os fenômenos ionosféricos e as propriedades operacionais das ionossondas (antenas direcionais apontadas diretamente para a ionosfera). O princípio da reflexão ionosférica é utilizado há muitos anos para pesquisas, porém pouco utilizado ainda nas conversas quotidianas, devido ao pouco alcance que oferece às comunicações, pois não serve para contatos de longas distâncias (chamados DX), devido ângulo de partida do lóbulo principal que está apontado diretamente para cima, e uma vez que a antena possui um refletor, além da terra diretamente abaixo, os ângulos de partida dos lóbulos secundários, também estão direcionados praticamente na vertical, fechando toda e qualquer possibilidade de reflexão tangenciando a superfície da Terra, aumentando, e muito a qualidade do sinal até distâncias medianas, pois as camadas ionosféricas, uma a uma, refletem o sinal diretamente para baixo, e a terra para cima, fazendo uma armadilha para a radiofreqüência, ampliando e muito o sinal, fazendo com que a antena se comporte como se a somatória dos lóbulos principal e secundários formasse uma semi esfera de 180 graus, deixando-a onidirecional, ficando com uma qualidade de transmissão e de recepção excepcional. Daí a importância do conhecimento e do uso das camadas que se formam durante o dia e da densidade das que restam durante a noite. Durante a noite as camadas “D” e “E”, conforme gráfico abaixo, perdem sua densidade em elétrons livres, devido a diminuição da ionização pelo Sol, porém, elas não deixam de existir, elas perdem a densidade e aumentam a altitude. Durante o dia o aumento de densidade é significativo, conseqüentemente, a altitude diminui, verificar gráficos abaixo. Essa elevação das camadas durante a noite, propicia um aumento da propagação a longa distância, pois a RF refletirá mais acima.Existe também, durante o dia, uma atenuação maior do sinal, conforme gráficos abaixo, Mas ao mesmo tempo que o sinal se atenua pelo aumento da densidade, também refletirá mais, justamente devido à este aumento.Os fenômenos descritos acima são de grande valia para usar a ionosfera como refletor, além de perder-se menos sinais na transmissão apesar da atenuação ser bem maior durante o dia, recebe-se os sinais com mais intensidade, pois aí também rege a lei da reciprocidade, onde o que vale para a transmissão vale para a recepção. No Brasil, a pesquisa da ionosfera é principalmente executada pela Divisão de Aeronomia do INPE. Iniciou em 1963, através da recepção de sinais de satélites. Em 1973 iniciou-se em Cachoeira Paulista,SP, a pesquisa através de ionosondas. Em 1975 foi a vez de Fortaleza, CE.Em 1984 o Ministério da Aeronáutica autorizou o CTA a efetuar experiências e sondagens com foguetes e equipamentos desenvolvidos pelo.INPE. A Universidade Estadual do Maranhão juntamente com o INPE recentemente, construíram um observatório espacial em São Luis, MA. Onde está instalada uma digissonda, e está sendo terminado um radar de espalhamento coerente (ESCO) cuja prioridade é estudar o comportamento da ionosfera e seus fenômenos sobre o Brasil, dentre eles é executado o estudo do comportamento dos processos dinâmicos, eletrodinâmicos e químicos do plasma ionosférico. Os dados de sensoriamento remoto da ionosfera são obtidos utilizando foguetes, satélites, sistemas de modelagem e simulação dos processos ionosféricos e termosféricos.

[editar] O ciclo solar e sua influência

A cada 11 anos, obedecendo ao Ciclo Solar, a densidade de elétrons e a composição da ionosfera sofrem mudanças radicais. Muitas vezes estas mudanças bloqueiam totalmente as comunicações em alta freqüência.

A composição da atmosfera a partir dos cem quilômetros de altitude, embora tênue, varia.

Os gases O2; O; N2; N na alta atmosfera estratificam-se e absorvem radiações quantitativamente, uma vez que o nível de absorção varia conforme sua densidade.

A densidade de ionização varia proporcionalmente com a altura formando desta forma camadas de absorção distintas e variáveis, conforme a hora do dia, temperatura e irradiação solar.

[editar] A variação da densidade iônica

Nas zonas mais baixas da atmosfera, os elétrons livres e íons desaparecem. Isto ocorre devido à maior densidade de partículas, portanto, a recombinação prevalecerá sobre a ionização. A densidade dos gases nas zonas mais altas é muito baixa.

A quantidade de radiação, ou seja, a energia vinda do espaço é muito grande até determinada altitude, contudo, não existem gases, átomos, ou moléculas livres suficientemente para serem ionizadas.

Só haverá ionização à medida em que mergulhamos na atmosfera, até uma certa profundidade limítrofe.

[editar] A propagação eletromagnética

Figura da luminescência atmosférica vista do espaço, à esquerda embaixo, o diagrama esquemático da ionosfera

Figura da luminescência atmosférica vista do espaço, à esquerda embaixo, o diagrama esquemático da ionosfera

A propagação de ondas eletromagnéticas no plasma ionosférico, se comporta analogamente como ondas sônicas dentro de fluídos de diferentes densidades. Ora refletindo, ora refratando, ora sem oferecer resistência alguma.

Num plasma com n colisões por segundo de partículas, entre estas: íons; átomos; moléculas; elétrons; neutrinos; etc, o movimento termo-eletrônico tem características ora fluidas, ora sólidas, ora gasosas.

O plasma ionosférico não é líquido, nem sólido, tampouco gasoso, seu comportamento é difícil de prever, por isso as previsões de condições de propagação de radiofreqüência são tão complexas.

[editar] Oscilação de propagação de ondas eletromagnéticas

A ionosfera dependendo da hora do dia ou da insolação, nas bandas de Raio-X e luz ultra-violeta, separa-se em camadas, isso ocorre devido à absorção energética de seus componentes.
No plasma ionosférico encontramos condutividade iônica e permessividade eletromagnética , isto é, em alguns momentos parece se comportar como um condutor elétrico ou placa metálica, em outros pode se comportar como um condutor sintonizado em determinadas freqüências podendo refletir determinados comprimentos de onda praticamente sem perdas, absorver outros comprimentos de onda inutilizando totalmente a propagação destas.

[editar] Reflexão ionosférica

Canalização, espalhamento e reflexão através da ionosfera

Canalização, espalhamento e reflexão através da ionosfera

A reflexão ionosférica é explorada por sistemas de radiodifusão com as antenas de transmissão em ângulo baixo. As propriedades operacionais das ionossondas (sistemas compostos de transmissores, receptores e antenas direcionais apontadas diretamente para a ionosfera) propiciam um conhecimento do comportamento da região.

O princípio da reflexão ionosférica em ângulos altos é utilizado há muitos anos para pesquisas, porém pouco utilizado nas comunicações. O efeito ocasionado por inúmeras camadas sucessivas de ionização leva à reflexão das ondas de rádio.

Este efeito ocorre sobre uma faixa de alturas estreita e em baixas freqüências, onde, ou os raios refratam, ou refletem. No caso da refração a distância atingida por estes é apreciável, chegando a milhares de quilômetros. No caso da reflexão, esta não ultrapassa a algumas centenas de quilômetros.

O espalhamento fraco e incoerente de energia ocorre devido às flutuações térmicas e aleatórias da densidade eletrônica no plasma ionosférico. Este espalhamento tem sua eficiência aumentada pelas irregularidades ionosféricas e pelo aumento da densidade iônica.

Máxima Freqüência Utilizável, maior freqüência possöel onde pode ocorrer o fenômeno da reflexão ionosférica

Máxima Freqüência Utilizável, maior freqüência possível onde pode ocorrer o fenômeno da reflexão ionosférica

Estas irregularidades dão origem a sinais de espalhamento direto e sinais de retroespalhamento (reflexão). No caso da reflexão direta, não há canalização, já no caso do espalhamento, ocorre a refração e a canalização ou dutificação dos sinais.

A canalização de sinais a grande distâncias ocorre em altura de ionização reduzida, porém não é regra. A probabilidade desta é nas camadas E e F, em alguns casos com ecos percorrendo toda a circunferência da Terra.

Pode ocorrer a canalização, onde o sinal refrata e reflete ao mesmo tempo dentro de regiões irregulares do campo alinhado acima da região F também.

A reflexão ionosférica pode levar ao fenômeno da cintilação, isto ocorre devido à atuação dos sinais perante as irregularidades ionosféricas que atual como uma tela de fase variável nos sinais transionosféricos de fontes. Esta tela eletrônica dá origem à efeitos de difração com cintilação de amplitude, ângulo de chegada e fase.

Portanto, num meio variável onde ocorrem densidades variáveis, ocorre o fenômeno da reflexão, refração e difração dos sinais de radiofreqüência. Fenômenos ocorridos na faixa de freqüência de HF e faixa inferior VHF.

[editar] Variação da densidade ionosférica

Durante o dia o aumento da densidade ionosférica é significativo, conseqüentemente, a altitude da região diminui. À noite com a diminuição da densidade, a ionosfera aumenta sua altitude ficando mais tênue, propiciando um aumento da propagação de ondas de rádio para distâncias maiores.

[editar] As camadas ionosféricas

Este gráfico foi realizado em Dezembro de 1987 no Hemisfério Sul, os dados constantes mostrados são dinâmicos, a distribuição média de elétrons por metro cúbico varia muito, deve ser usado apenas para ilustração de como se procede a distribuição iônica na ionosfera

Este gráfico foi realizado em Dezembro de 1987 no Hemisfério Sul, os dados constantes mostrados são dinâmicos, a distribuição média de elétrons por metro cúbico varia muito, deve ser usado apenas para ilustração de como se procede a distribuição iônica na ionosfera

Do solo para cima a ionosfera se divide em camadas de ionização. Estas variam conforme a hora do dia, estações do ano e condições solares.

As camadas iônicas da ionosfera são: D;E;F1;F2;

[editar] Camada D

A mais próxima ao solo, fica entre os 50 e 80 km, é a que absorve a maior quantidade de energia eletromagnética, seu comportamento é diurno, aparece no momento em que as moléculas começam a adquirir energia solar. Esta camada permanece por alguns instantes no início da noite.

Ionicamente é a menos energética. É a responsável pela absorção das ondas de rádio durante o dia.

[editar] Camada E

Acima da camada D, embaixo das camadas F1 e F2, sua altitude média é entre os 80 e os 100-140km. Semelhante à camada D, durante o dia se forma e se mantém, durante a noite se dissipa.

Em algumas ocasiões, dependendo das condições de vento solar e energia absorvida durante o dia, a camada E pode permanecer esporadicamente à noite, quando isto ocorre é chamada de camada E Esporádica. Esta camada tem a particularidade de ficar mais ativa quanto mais perpendiculares são os raios solares que incidem sobre si.

[editar] Camada F1

A camada F1 está acima da camada E e abaixo da camada F2 ~100-140 até ~200 Km.

Existe durante os horários diurnos, acompanhando o comportamento da camada E, podendo esporadicamente estar presente à noite. Serve de refletora em determinadas freqüências, esta reflexão varia conforme a espessura que adquire ao receber energia solar.

Normalmente a radiofreqüência incidente que atravessa a camada E, atravessa a F1. Ao fazê-lo refrata-se, alterando seu ângulo de incidência sobre a camada F2, refletindo nesta.

[editar] Camada F2

A camada F2, está entre os 200 e 400km de altitude. Acima da F1, E, e D respectivamente. É o principal meio de reflexão ionosferico utilizado para as comunicações em altas freqüências à longa distância.

A altitude da F2 varia conforme a hora do dia, época do ano, condições de vento e ciclo solares. A propagação e reflexão obedecem a estas variáveis.

Seu aparecimento ocorre ao nascer do Sol, quando a camada F se desmembra em F1 e F2.

A refração nesta camada pode gerar o aparecimento do fenômeno raro da dutificação da radiofreqüência, ocasionando contatos à dezenas de milhares de quilômetros e ecos ionosféricos.

Também a reflexão da radiofreqüência nesta camada propicia a comunicação a milhares de quilômetros.

[editar] Camada F3

A camada F3 é uma região ionosférica que se localiza acima da camada F2 em latitudes equatoriais numa altitude presumida entre 500 km e 700 km e se forma após o amanhecer. A maior densidade eletrônica de F3 se dá a aproximadamente 170° de latitude tendo um pico ao norte e outro ao sul do equador magnético.

[editar] As pesquisas da região ionosférica no Brasil

Esquema de procedimentos para levantamento de ionogramas através da reflexão ionosférica utilizando ionossondas

Esquema de procedimentos para levantamento de ionogramas através da reflexão ionosférica utilizando ionossondas

No Brasil a pesquisa da ionosfera é principalmente executada pela Divisão de Aeronomia do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE.

Os estudos ionosféricos iniciaram em 1963, através da recepção de sinais de satélites.

Em 1973, em Cachoeira Paulista,SP, a pesquisa através de ionosondas teve seu aprimoramento e alargamento dos dados coletados. Em 1975, em Fortaleza, Ceará foram instalados equipamentos de pesquisa, entre estes antenas transmissores e ionossondas de grande precisão.

Em 1984, o Ministério da Aeronáutica brasileiro autorizou o Centro Tecnológico Aeroespacial (CTA) a efetuar experiências e sondagens com foguetes ionosféricos e equipamentos desenvolvidos pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

A Universidade Estadual do Maranhão e o INPE, firmaram um convênio tecnológico e construíram um observatório espacial em São Luis, Maranhão, este foi aquipado com uma digissonda, e um radar de espalhamento coerente (ESCO).

A função destes instrumentos científicos é estudar o comportamento da ionosfera, os processos dinâmicos, eletrodinâmicos e químicos do plasma.

Os dados recolhidos através de sensoriamento remoto utilizam foguetes, satélites, sistemas de modelagem e simulação dos processos ionosféricos e termosféricos.

[editar] Alta Ionosfera e Cinturão de Van Allen

Segundo “José Humberto Andrade Sobral no artigo Sobre a Importância Estratégica da Ciência Espacial para o Brasil, PARCERIAS ESTRATÉGICAS – número 7 – Outubro/1999 ”

  • (sic) …o cinturão de radiação de Van Allen é uma região do campo magnético terrestre que apresenta fortes correntes elétricas, podendo abrigar prótons de alta energia que podem por em risco a vida de astronautas. Esse perigo é maior na região brasileira do que em qualquer outra região do globo terrestre, devido à excentricidade do eixo do dipolo geomagnético que faz com que tal cinturão seja mais próximo da superfície terrestre na região brasileira, que em qualquer outra parte do planeta. Prótons de 1 MeV de energia podem transpassar uma couraça de ferro de 25 cm de espessura e, dessa forma, podem colocar em risco a vida de um astronauta.

A alta atmosfera, notadamente na região das camadas ou regiões F1 e F2, e acima, apresenta uma série de fenômenos ainda em estudo. Entre estes podem ser citados o eletrojato equatorial, cuja importância reside no fato de haver correntes eletrônicas fortíssimas numa altitude de 110 Km, ao longo do equador magnético terrestre. Existe também a chamada Anomalia Appleton, no plasma ionosférico. Formada por duas regiões de alta densidade de plasma sobre os trópicos que circulam paralelas ao equador magnético. Ainda sobre o Brasil, existe uma anomalia nominada Anomalia Geomagnética Brasileira (Também denominada Anomalia Geomagnética do Atlântico Sul), esta, de todas as anomalias está totalmente sobre o Brasil, se estendendo sobre boa parte da América do Sul, estando espalhada sobre o Atlântico Sul, atingindo parte da África do Sul. Na região onde ocorre, o campo magnético terrestre, também chamado campo geomagnético, é mais fraco que em qualquer outra parte do planeta. Isso ocorre, devida excentricidade do eixo do dipolo magnético terrestre. A conseqüência imediata são as fortes precipitações de prótons e elétrons provindos dos cinturões de radiação de Van Allen. Pode causar defeitos em satélites, indução de correntes no solo, black-out’s de distribuição de energia elétrica em todo território brasileiro e zona de influência. A Anomalia, pode influir nas regiões ionosféricas aumentando ou diminuindo a densidade do plasma de alta altitude. Dependendo das condições solares, pode ser responsável pelo mascaramento dos sinais de radar, interferências nas telecomunicações, além de danos em sistemas e equipamentos eletro-eletrônicos. Outros fenômenos bastante interessantes são as bolhas ionosféricas que ocorrem na alta atmosfera e também são objeto de estudo. Estas são praticamente desconhecidas dos estudiosos de áreas diferentes da Aeronomia, Astronáutica e Espaço. Consistem de grande rarefação do plasma ionosférico. Ocorrem nos meses de outubro até março durante a noite, acompanham as linhas de campo geomagnético. Têm extensão de milhares de quilômetros, cobrindo praticamente todo o Brasil no sentido NorteSul, causam interferências sobretudo nos sistemas DGPS (Differential Global Positioning System). Foram descobertas entre 1976 e 1977 por cientistas brasileiros do INPE.

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poluiçao do ar e aquecimento global

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A Poluição do Ar e o Desequilíbrio do ClimaEfeito Estufa, Aquecimento Global e Mudanças ClimáticasCausas, sinais e consequênciasAs Mudanças Climáticas Globais representam um dos maiores desafios da humanidade.

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O efeito estufa é um fenômeno natural indispensável para manter a superfície do planeta aquecida. Sem ele, a Terra seria muito fria, cerca de -19ºC. Os gases do efeito estufa são capazes de reter o calor do Sol na atmosfera, formando uma espécie de cobertor em torno do planeta, impedindo que ele escape de volta para o espaço.Este fenômeno se torna um problema ambiental, quando a emissão de gases do efeito estufa (como o gás carbônico, o metano e o óxido nitroso), é intensificada pelas atividades humanas, causando um acréscimo da temperatura média da Terra, conhecido como Aquecimento Global. O frágil equilíbrio natural do clima foi rompido com a revolução industrial. A temperatura global média aumentou 0,74ºC entre 1906 e 2005. Os anos mais quentes ocorreram de 1995 para cá. Segundo o relatório de pesquisas dos cientistas do IPCC – Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (fev. 2007) :
– não restam dúvidas de que o aquecimento do planeta está sendo provocado pela ação humana;
a temperatura média do planeta subirá de 1,8ºC a 4ºC até 2100 (3ºC em média);
– furacões e ciclones terão mais força;
– as áreas de seca devem se expandir;
– teremos ondas de calor mais intensas, mais inundações;
– o nível do mar deve aumentar entre 20 e 60 centímetros até o fim do século, sem levar em conta os efeitos prováveis do degelo dos pólos;
– metade de todas as espécies animais estarão sob risco de extinção no fim do século 21.

O possível impacto do aquecimento global no Brasil previsto por pesquisadores brasileiros do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais)   :
– Nos próximos anos, as regiões Sul e Sudeste vão sofrer com chuvas e inundações cada vez mais freqüentes.
– A floresta Amazônica pode perder 30% da vegetação, por causa de um aumento na temperatura de vai de 3ºC a 5,3ºC até 2100.
– No Nordeste, até o fim do século, a variação deve ficar entre 2ºC e 4ºC.
– O nível do mar deve subir 0,5 metro nas próximas décadas e 42 milhões de pessoas podem ser afetadas.
– O aumento na temperatura no Centro-Sul do país deve ser de 2ºC a 3ºC, aumentando a força das tempestades.
O Brasil precisa de um plano nacional de mudanças climáticas englobando vulnerabilidade, impactos e adaptação.

A concentração de gás carbônico ou dióxido de carbono (CO2) na atmosfera cresceu principalmente pelo uso de combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural) em termelétricas, indústrias, automóveis e também pela devastação e queima de florestas.
O CO2 é o gás que mais contribui para o aquecimento global. O gás carbônico emitido hoje permanece na atmosfera por um longo relativo tempo (cerca de 100 anos).

OS MAIORES POLUIDORES

Os países industrializados são os maiores responsáveis pela emissão de gás carbônico na atmosfera. A maior parte da degradação foi causada (historicamente) pelos países desenvolvidos.
Os EUA com 4% da população mundial, são os responsáveis por mais de 20% de todas as emissões globais de gases do efeito estufa.
Através do Protocolo de Kyoto, acordo internacional promovido pela ONU, em vigor desde fevereiro de 2005, vários países industrializados se comprometeram a reduzir em 5% as emissões de gases do efeito estufa até 2012 em relação aos níveis de 1990. O governo do presidente George Bush se recusou a assinar o tratado. Contrários a esta decisão, prefeitos de centenas de cidades americanas assumiram compromissos para reduzir suas emissões.

Para atingir suas metas, os países ricos podem contar com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), que permite a compra de “créditos de carbono” dos países em desenvolvimento, como o Brasil, adotando projetos que comprovadamente reduzam as emissões de gases de efeito estufa nos setores energético, de transporte e florestal (contempla o plantio de árvores mas não a conservação de florestas já existentes).

Os países desenvolvidos que mais emitiram gás carbônico em 2004 foram nesta ordem : EUA, Japão, Alemanha, Canadá, Reino Unido, Austrália, Itália, França, Espanha e Polônia. Os dados são do documento oficial da Convenção de Clima das Nações Unidas, 2006. (UNFCCC)

Considerando todos os países, os que mais contribuem para o efeito estufa são : EUA (20%), China (15%), União Européia (14%), Rússia (6%), Índia (5,6%), Japão (4%), Alemanha (3%), Brasil (2,5%), Canadá (2,1%) e Inglaterra (2%). Fonte : World Resources Institute (2005).

A China superou os EUA em emissão de CO2 em 2006, por 7,5%, segundo a Agência de Avaliação Ambiental da Holanda. Os países desenvolvidos transferem muita indústria manufatureira para a China. O país com uma população de 1,3 bilhão, emite cerca de 4,7 toneladas de CO2 por habitante, contra 19,2 toneladas nos EUA.

A demanda global por energia subirá muito nas próximas décadas devido a ascensão econômica da China e da Índia, países que reúnem 40% da população mundial. As duas nações tem como principais fontes o carvão mineral (energia “suja”). Uma alternativa é o desenvolvimento de novas tecnologias que utilizam a biomassa.O Brasil se baseia principalmente nas hidrelétricas para gerar energia (limpa), mas consideradas as emissões totais de gases do efeito estufa liberados pelas queimadas e pela agropecuária, o Brasil é um dos maiores poluidores.
O país necessita conter desmatamentos e queimadas. Uma das funções das florestas é absorver gás carbônico da atmosfera através da fotossíntese, promovendo o sequestro de carbono. No Brasil, as queimadas na Amazônia respondem pela maior parte das emissões de gases que produzem o efeito estufa. Esta gigantesca região necessita de medidas de conservação. Quando se derruba uma árvore, o gás carbônico que estava estocado nela vai para a atmosfera.
Embora tenha 45% da energia originada de fontes não-poluentes e da produção de biocombustíveis, o Brasil precisa de uma política pública eficaz contra o desmatamento para impedir o aumento das emissões de gás carbônico. Atualmente, o Brasil é o quarto emissor de gás carbônico do mundo, despejando cerca de um bilhão de toneladas por ano, segundo o Ministério de Ciência e Tecnologia. As razões desse volume não estão nos veículos ou nas chaminés das fábricas. Isso porque 75% das emissões do principal gás causador do efeito estufa são provocadas pelas derrubadas de árvores. (Agência Brasil 02/07/07).No setor de energia, o Brasil teve importantes iniciativas ao desenvolver o programa do álcool e biodiesel, além de possuir grande potencial para a implementação de sistemas de energia solar, eólica e de aproveitamento de biomassa.

A queima de combustíveis fósseis é a principal causa do aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera e os impactos do aquecimento global ameaçam as florestas. O ambiente quente e seco fica mais vulnerável ao fogo. Se o mundo não for capaz de controlar a emissão de gases poluentes, a floresta Amazônica entrará em colapso. Grandes porções da floresta se tornarão área de cerrado (processo de savanização) e causará uma grande perda de biodiversidade.

Segundo o WWF, “o motor hidrológico da Amazônia tem um grande papel na manutenção do clima global e regional. A água liberada por plantas na atmosfera e por rios no oceano influencia o clima mundial e a circulação das correntes oceânicas”.

Em média, cada americano é responsável pela emissão de cerca de 22 toneladas de dióxido de carbono por ano, de acordo com as estatísticas das Nações Unidas, um número per capita muito maior do que em qualquer outra nação industrializada, onde a média de emissão é de 6 toneladas de dióxido de carbono por pessoa.

OUTROS GASES DO EFEITO ESTUFA

O metano, gás do efeito estufa, responde por um terço do aquecimento do planeta. A sua capacidade de reter calor na atmosfera é 23 vezes maior que a do gás carbônico. Cerca de 28% das emissões mundiais desse gás vêm da pecuária. O gado envia milhões de toneladas anuais de metano para a atmosfera (ruminação, fermentação intestinal, esterco). O metano também é liberado na queima de gás natural, em campos de arroz inundados, em aterros e lixões (decomposição de resíduos orgânicos), no esgoto, na queima do carvão e de material vegetal, entre outros. O metano permanece ativo na atmosfera por 12 anos.
Segundo relatório da FAO (nov. 2006), a pecuária prejudica mais o ambiente que os carros.

Os clorofluorcarbonos (CFCs) produzidos pela indústria química, também são gases que provocam o efeito estufa e destroem a camada de ozônio que protege a Terra contra os raios nocivos do sol que provocam danos na vegetação e câncer de pele em humanos. Devido a um acordo internacional, o Protocolo de Montreal, que determina a eliminação de todas as substâncias que destroem a camada de ozônio, os CFCs foram banidos de refrigeradores, condicionadores de ar e aerosóis. Com este esforço global, cientistas esperam uma recuperação lenta da camada de ozônio, porém a situação na Antártica vem piorando nas últimas décadas.

A presença média de CO2 registrada durante o ano de 2005 na atmosfera terrestre foi 35,4% acima do que havia em tempos pré-industriais. Já a concentração de óxido nitroso aumentou 18,2% desde o século 17, gerada principalmente pela queima de combustíveis fósseis, biomassa, pelo uso de fertilizantes e em processos industriais. A presença do metano na atmosfera terrestre cresceu 154,7% desde o início da era industrial. Estes dados são do boletim publicado pela OMM – Organização Meteorológica Mundial, vinculada à ONU.

O PLANETA APRESENTA SINAIS DE FEBRE

Aumento recorde da temperatura, derretimento de geleiras, elevação do nível dos oceanos ameaçando cidades próximas ao nível do mar, desertificação, maior número de incêndios florestais, o aumento da força e da frequência de tufões, ciclones e furacões devido ao aquecimento das águas dos oceanos (como o Katrina que destruiu Nova Orleans), entre outras evidências. O aquecimento fez diminuir em 20% a calota polar Ártica nas últimas 3 décadas.
A ilha Groelândia vem perdendo gelo para o mar em volume elevado e as rachaduras vêm desestabilizando parte das geleiras.
Blocos de gelo do tamanho de pequenos países têm se desprendido da Antártida.
O verão de 2003 na Europa foi o mais quente dos últimos 500 anos e ocasionou milhares de mortes atribuídas ao calor.
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Em 2004, chegou ciclone no litoral sul do Brasil desabrigando mais de 33.000 pessoas e causou prejuízos de mais de R$1bilhão.
Houve seca na Amazônia em 2005 influenciada pelo aumento da temperatura na superfície do Atlântico, isolando 35 municípios. Inúmeras embarcações ficaram encalhadas.
O total de áreas atingidas por secas dobrou em 30 anos. Os desertos avançam. Cientistas britânicos do Instituto Hadley calculam que, até o ano 2100, um terço do planeta vai virar deserto.A poluição do ar provocada principalmente pela queima de combustíveis fósseis, mata 2 milhões de pessoas ao ano, segundo a OMS – Organização Mundial de Saúde.

Os oceanos absorvem um terço do gás carbônico que jogamos na atmosfera e estão se tornando mais ácidos, ameaçando os corais e a biodiversidade marinha.

Os efeitos climáticos tendem a ficar mais frequentes e extremos.
O aquecimento crescente poderá provocar entre outras consequências : incêndios florestais de difícil controle, alteração nos regimes das chuvas, avanço do mar sobre os rios e o litoral, escassez de água potável, destruição de habitats e a consequente perda de biodiversidade (acentuada extinção espécies afetando ecossistemas), perdas agrícolas, mais fome, migrações de comunidades vulneráveis (problemas sociais) e ameaças à saúde das pessoas (dengue, malária, desnutrição, doenças por contato com água contaminada).

No filme “Uma Verdade Inconveniente” lançado em 2006, Al Gore (EUA) alerta que a humanidade está sentada numa bomba relógio. Ele diz que temos apenas dez anos para evitar uma enorme catástrofe que pode alterar todo o sistema climático do nosso planeta, e que resultará numa destruição épica – uma catástrofe criada por nós mesmos.
O filme mostra que a concentração de CO2 na atmosfera hoje é maior do que em qualquer outro momento dos últimos 600 mil anos. Estudos demonstram que altas concentrações de gás carbônico na atmosfera vem acompanhadas por períodos quentes no planeta.

A falta de iniciativa custará à economia mundial entre 5% e 20% do Produto Interno Bruto, enquanto reduzir as emissões de CO2 agora representaria apenas 1% do PIB, segundo o Relatório Stern, do governo britânico. Se a mudança climática for ignorada, poderá causar uma catástrofe econômica comparável a uma guerra mundial.

O problema exige mudanças em muitos hábitos de consumo. Os cidadãos em todo o mundo, enquanto eleitores, tem o poder de pressionar seus governos a impor limites para as emissões e a adotar fontes de energia renováveis.

A Terra pede socorro. Precisamos agir já. Não dá para adiar medidas urgentes.Músicas relacionadas ao tema.Dicas para reduzir a poluição do ar e os impactos das alterações climáticas .

Vídeos :
Como entender o caos no clima mar. 2007
Como será a terra no futuro? fev. 2007
Caos no clima do mundo  jan. 2007
Emissões de gás carbônico jan. 2007
O avanço do nível dos oceanos  jan. 2007
Ameaça a animais e plantas jan. 2007
As conseqüências do aquecimento global para o Brasil nov. 2006
Saiba mais : Ministério da Ciência e Tecnologia MCT (Protocolo de Kyoto), Mercado Carbono, CPTEC,  Ambiente Brasil, WWF e Green Peace.

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Esta página é parte integrante do programa de educação ambiental on-line do portal NATUREBA : www.natureba.com.br
“Responsabilidade Ambiental na Prática : Combate ao Desperdício e Preservação da Natureza.”

aquecimento global

O Efeito Estufa e o Aquecimento Global

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        O aquecimento global é o aumento da temperatura terrestre (não só numa zona específica, mas em todo o planeta) e tem preocupado a comunidade científica cada vez mais. Acredita-se que seja devido ao uso de combustíveis fósseis e outros processos em nível industrial, que levam à acumulação na atmosfera de gases propícios ao Efeito Estufa, tais como o Dióxido de Carbono, o Metano, o Óxido de Azoto e os CFCs.

        Há muitas décadas que se sabe da capacidade que o Dióxido de Carbono tem para reter a radiação infravermelha do Sol na atmosfera, estabilizando assim a temperatura terrestre por meio do Efeito Estufa, mas, ao que parece, isto em nada preocupou a humanidade que continuou a produzir enormes quantidades deste e de outros gases de Efeito Estufa.

         A grande preocupação é se os elevados índices de Dióxido de Carbono que se têm medido desde o século passado, e tendem a aumentar, podem vir a provocar um aumento na temperatura terrestre suficiente para trazer graves conseqüências à escala global, pondo em risco a sobrevivência dos seus habitantes.

        Na realidade, desde 1850 temos assistido a um aumento gradual da temperatura global, algo que pode também ser causado pela flutuação natural desta grandeza. Tais flutuações têm ocorrido naturalmente durante várias dezenas de milhões de anos ou, por vezes, mais bruscamente, em décadas. Estes fenômenos naturais bastante complexos e imprevisíveis podem ser a explicação para as alterações climáticas que a Terra tem sofrido, mas também é possível e mais provável que estas mudanças estejam sendo provocadas pelo aumento do Efeito Estufa, devido basicamente à atividade humana.

         Para que se pudesse compreender plenamente a causa deste aumento da temperatura média do planeta, foi necessário fazer estudos exaustivos da variabilidade natural do clima. Mudanças, como as estações do ano, às quais estamos perfeitamente habituados, não são motivos de preocupação.

         Na realidade, as oscilações anuais da temperatura que se têm verificado neste século estão bastante próximo das verificadas no século passado e, tendo os séculos XVI e XVII sido frios (numa escala de tempo bem mais curta do que engloba idades do gelo), o clima pode estar ainda a se recuperar dessa variação. Desta forma os cientistas não podem afirmar que o aumento de temperatura global esteja de alguma forma relacionado com um aumento do Efeito Estufa, mas, no caso dos seus modelos para o próximo século estarem corretos, os motivos para preocupação serão muitos.

        Segundo as medições da temperatura para épocas anteriores a 1860, desde quando se tem feito o registro das temperaturas em várias áreas de globo, as medidas puderam ser feitas a partir dos anéis de árvores, de sedimentos em lagos e nos gelos, o aumento de 2 a 6 ºC que se prevê para os próximos 100 anos seria maior do que qualquer aumento de temperatura alguma vez registrado desde o aparecimento da civilização humana na Terra. Desta forma torna-se assim quase certo que o aumento da temperatura que estamos enfrentando é causado pelo Homem e não se trata de um fenômeno natural.

         No caso de não se tomarem medidas drásticas, de forma a controlar a emissão de gases de Efeito Estufa é quase certo que teremos que enfrentar um aumento da temperatura global que continuará indefinidamente, e cujos efeitos serão piores do que quaisquer efeitos provocados por flutuações naturais, o que quer dizer que iremos provavelmente assistir às maiores catástrofes naturais (agora causadas indiretamente pelo Homem) alguma vez registradas no planeta.

         A criação de legislação mais apropriada sobre a emissão dos gases poluentes é de certa forma complicada por também existirem fontes de Dióxido de Carbono naturais (o qual manteve a temperatura terrestre estável desde idades pré-históricas), o que torna também o estudo deste fenômeno ainda mais complexo.

         Há ainda a impossibilidade de comparar diretamente este aquecimento global com as mudanças de clima passadas devido à velocidade com que tudo está acontecendo. As analogias mais próximas que se podem estabelecer são com mudanças provocadas por alterações abruptas na circulação oceânica ou com o drástico arrefecimento global que levou à extinção dos dinossauros. O que existe em comum entre todas estas mudanças de clima são extinções em massa, por todo o planeta tanto no nível da fauna como da flora. Esta analogia vem reforçar os modelos estabelecidos, nos quais prevêem que tanto os ecossistemas naturais como as comunidades humanas mais dependentes do clima venham a ser fortemente pressionados e postos em perigo.

efeito joule

ele07_1.gifEfeito Quente


Objetivo

    O objetivo deste experimento é monstrar uma propriedade física de determinados materiais: a transformação de energia elétrica em energia térmica, conhecida como Efeito Joule.
Contexto

    A energia possui a característica de poder existir sob várias formas e ser transformada de uma forma para outra. Por exemplo, a energia mecânica que se transforma em energia elétrica numa usina hidrelétrica ou a transformação de energia elétrica em energia térmica numa resistência de chuveiro.
    A transformação de energia pode ser em alguns casos bem vinda, e em outros não. Por exemplo: para um automóvel em movimento, a transformação da energia cinética em atrito, em função da resistência do ar não é bem vinda. Já a transformação de energia elétrica em calor na resistência de um chuveiro num dia de frio, é muito bem vinda.
    Este último fenômeno denomina-se Efeito Joule: é a transformação de energia elétrica em calor num material por onde passa uma corrente elétrica.
Idéia do Experimento

    Uma das maneiras que temos para a verificação do Efeito Joule é usando o sentido do tato. Para isso basta construir um circuito elétrico muito simples, composto de uma fita de papel alumínio e uma pilha comum de 1,5 volts.
    Ao ligar as duas extremidades da fita de papel alumínio nos polos da pilha, estabelece-se uma corrente elétrica. Depois de um certo tempo a fita se aquece devido à passagem da corrente elétrica. Este aquecimento é pequeno e só é possível verificá-lo usando o sentido do tato, numa região do corpo sensível a pequenas temperaturas. Como por exemplo, as costas da mão, o pulso etc.
    Outra maneira de se demonstrar o Efeito Joule, é ligando-se dois fios às extremidades de uma pilha. Ao se encostar as extremidades livres dos fios em um pedaço de palha de aço fina (BOM-BRIL por exemplo), a palha de aço é aquecida, pelo efeito Joule, e incandesce, queimando toda.
    A corrente elétrica em um filamento de palha de aço o aquece. Por ele ser muito fino, ele então queima. Como a palha de aço é um emaranhado de filamentos, um queima o outro sucessivamente até que todo o pedaço de palha esteja queimado.

Tabela do Material

Item
Observações
Palha de aço
Quanto mais fina for a expessura dos fios da palha de aço, melhor. Os usados para lavar louças de cozinha são bons.
Pilha
Uma pilha comum de 1.5 Volts será suficiente.
Papel alumínio
Papel alumínio comum, usado na cozinha.
Fio para conexões
O fio deve ser fino e condutor de eletricidade. Estes fios podem ser encontrados em aparelhos eltétrico-eletrônicos velhos. Ou podem ser comprados em casa de material elétrico ou eletrônicos.
Porta Pilhas e Fios de Conexão (jacaré) Estes equipamento são opcionais. O funcionamento do experimento não será prejudicado, na falta destes.

Montagem

Para a verificação do Efeito Joule com o papel alumínio (veja Figura A):

  • Recorte uma fita de papel alumínio de aproximadamente 3 mm por 10 cm ( comprimento suficiente para ligar os polos da pilha);
  • Ligue as extremidades da fita de alumínio e aguarde uns dois minutos;
  • Sinta pelo tato se houve aquecimento da tira de papel alumínio.

Para a verificação do Efeito Joule com palha de aço (veja Figura B):

  • Ligue um pedaço de fio numa extremidade de uma pilha;
  • Ligue outro pedaço de fio à outra extremidade da pilha;
  • Pegue um pedaço pequeno de palha de aço e coloque-o no chão;
  • Encoste as extremidades livres do fio na palha de aço, próximos um do outro.
Comentários

  • Para fazer com que a palha de aço se queime, é preciso que ao encostar os fios na palha de aço os fios estejam bem próximos e, caso a palha de aço não se queime com apenas uma encostada, faça pequenos movimentos com os fios, mantendo sempre um distância pequena entre eles.
  • Na montagem da palha de aço, tome o cuidado de não apoiá-la em algum lugar que possa pegar fogo como tapetes, carpetes, madeira, compensados, plásticos etc ou tampouco próximo a inflamáveis como álcool, querosene, gasolina, bebida destilada, óleo, perfumes, desodorantes etc. Recomenda-se que se faça sobre um piso (ou mesa) de cimento ou pedra, como o chão de uma cozinha, ou sobre pia de mármore. Verifique sempre se não há algo que possa queimar por perto.
  • Não queime a palha de aço onde haja corrente de vento forte, ou algum ventilador ligado. O vento pode fazer com que a palha de aço voe, por ser muito leve. Ou ainda fazer com que faíscas soltem durante uma rajada de vento.
  • Nas duas montagens o consumo da pilha é alto, pois a corrente elétrica não tem resistência no percurso, ou seja, o circuito está em curto. Por isso, é aconselhável não deixar o circuito fechado por muito tempo desligando-o a cada demonstração. Outra maneira de resolver este problema é colocar uma resistência no circuito. Uma lâmpada de lanterna seria um bom resistor, mas então serão necessárias duas pilhas, visto que uma lâmpada necesita de no mínimo de 1,5 volts.

Esquema Geral de Montagem:

aumento do efeito estufa

Atividades humanas promovem aumento do efeito estufa

Os gases precursores do efeito estufa, como o gás carbônico (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso (N2O) e o vapor d’água (H2O) são responsáveis pelo chamado “efeito-estufa” (leia mais sobre o efeito estufa). Misturando-se à atmosfera, eles a fazem se comportar como uma estufa, retendo o calor solar próximo à superfície terrestre. Isso evita que o planeta se torne (como a Lua, por exemplo) tórrido de dia e gélido durante a noite, inviabilizando a vida como a conhecemos. Em excesso, entretanto, o efeito estufa causa um superaquecimento (como ocorre em Vênus, com atmosfera muito densa), que pode levar a conseqüências funestas, como o derretimento de parte das calotas polares e a conseqüente elevação do nível dos oceanos, inundando o litoral dos continentes (e eventualmente pequenos países insulares inteiros).

Para o pesquisador Augusto José Pereira Filho, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP, há muitos fatores que determinam o clima. Os principais ocorrem na atmosfera, na crosta terrestre, nas geleiras, nos oceanos, na biosfera, nos gases e nos efeitos causados pela atividade humana. “Juntando tudo não dá para afirmar se a temperatura vai aumentar ou diminuir, a atmosfera é muito complexa, mas há um consenso do aumento da temperatura”. Segundo ele, com as altas temperaturas podem ocorrer fenômenos mais violentos ao redor do globo, como tempestades e furacões, com prejuízos para a agricultura e a distribuição de água para uma população da Terra em crescimento.

Pereira Filho explica que existem mudanças climáticas e variações climáticas. As mudanças climáticas ocorrem em grandes espaços de tempo e as variações climáticas são as oscilações que ocorrem nos vários fatores que juntos interferem no clima. A Terra passou por várias mudanças, alternando períodos de glaciação e interglaciação, onde ocorrem grandes oscilações climáticas. Para ele, não se pode afirmar que o clima da Terra está mudando porque toda informação é muito recente.

E o que tem provocado o aumento excessivo de emissão de gases de efeito estufa na atmosfera? Em grande parte são as atividades humanas, em busca do desenvolvimento econômico, do conforto e das comodidades da vida moderna.

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Fonte: Compilação de dados em Gribbin (1978), McCarthy et al. (1986), em Kemp, D. Global Environmental Issues

Arnaldo Cesar da S. Walter, professor do curso de Planejamento Energético da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), explica que o que provoca o efeito estufa são processos como o da respiração (das pessoas, das plantas, dos animais), ou o uso dos CFCs, que liberam diõxido de carbono, bem como processos orgânicos de fermentacao que liberam metano, tais como o processo de digestao de animais ruminantes, fermentacao do lixo ou de biomassa e, e tambem acidentes como vazamentos de gás ou petróleo.

O padrão de emissão de CO2 apresenta diferenças entre um país e outro. O relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC, na sigla em inglês) de 2001, demonstrou que os países desenvolvidos foram responsáveis por cerca de 50% das emissões de CO2 relacionadas à energia. O funcionamento de fábricas, o uso de transportes urbanos e rodoviários, a geração de energia elétrica e o aquecimento dos lares vêm sendo obtidos pela queima de derivados desses combustíveis fósseis que em sua combustão, emitem grandes quantidades de dióxido de carbono para a atmosfera. O nível total de emissão de CO2 em 2000, segundo o IPCC, foi de 6,5 bilhões de toneladas/ano.

Outro processo resultante da ação humana que emite CO2 para a atmosfera em quantidade excessiva são as queimadas e derrubadas de florestas (mudanças no uso da terra). É nesse setor que está o maior comprometimento do Brasil em relação à emissão global, devido ao desmatamento. Na queima de florestas, as emissões de CO2 decorrem do processo de liberação do carbono contido na biomassa. Segundo Walter, no processo de limpeza para plantio de pastagens e outras culturas (soja, por exemplo), o Brasil emite gases de efeito estufa. Outra questão levantada pelo professor é que o Brasil é considerado “vilão” porque destrói as suas florestas, mas EUA e Europa já desmataram anteriormente para criar áreas de pastagens e de agricultura comercial.

A queima de lixo também contribui para a emissão de GEE. A produção de lixo costuma ser proporcional à riqueza e aos hábitos de uma população, mas há diferenças entre um país e outro. “Certamente a população americana contribui muito mais nesse setor, bem como os chineses, porque a população é muito grande”, afirma.

“O setor de transporte é também extremamente relevante no que se refere às emissões de GEE pois é, majoritariamente baseado na combustão de derivados de petróleo”, afirma Suzana Kahn, professora da UFRJ. Ela explica que o processo de combustão implica, necessariamente, a emissão de CO2, principal gás de efeito estufa. No Brasil, o setor de transporte é responsável por quase a metade do consumo de petróleo, na forma de diesel e gasolina. Ela acrescenta que há ainda o querosene de aviação e o óleo combustível, usados em menor quantidade.

Apesar de não ser considerado um país altamente industrializado, o Brasil possui um parque industrial razoável, a ponto de também contribuir com o aumento da emissão dos GEE. Não é o maior responsável, mas representava, em 1990, 38% do consumo de energia, sendo 58% da queima do petróleo, 16% da queima de madeira, 12% da queima de coque, 10% da queima carvão e 4% da queima do gás natural, segundo dados de José Goldemberg, secretário do Meio Ambiente do estado de São Paulo.

Segundo Vicente Schmoll, técnico corporativo da área de meio ambiente da Petrobrás, a indústria do petróleo, apesar de mal afamada, não emite quantidades de GEE muito superiores em comparação a outros setores industriais.

Na indústria do petróleo, a principal fonte de emissão de CO2 é no processo de combustão, além das perdas de metano nas diversas etapas do processo. Schmoll conta que, de 90 a 98, a empresa fez um levantamento – para o inventário de emissão de gases que vem sendo elaborado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia – sobre o consumo global da Petrobrás, de forma a estimar todo o combustível utilizado nas operações de todas as plantas da empresa.

É nos processos de extração, separação, refino e transporte que se queima os combustíveis e se emite os GEEs. Foi feita uma estequiometria (cálculo da proporção entre reagentes e produtos em uma reação química) de combustão para calcular a quantidade de CO2 emitido nos processos de combustão. Na ocasião, em 1998, a estimativa de emissão global foi de aproximadamente 25.875 mil toneladas por ano, para todas as operações da empresa.

Segundo Schmoll, para o petróleo ser separado há uma fase de destilação e outra de craqueamento, nas quais uma grande quantidade de energia é necessária, seja para gerar vapor ou para aquecer o óleo que será destilado. O vapor é usado para aquecimento durante todo o processo e armazenagem de óleos pesados (óleos combustíveis e asfaltos) e é produzido, em geral, com a queima de óleo combustível ou gás natural.

As principais medidas da Petrobrás para a mitigação estão concentradas no aumento da eficiência energética e no uso de gás natural, que é consumido em menor quantidade para produzir o mesmo número de kilowatts de potência, emitindo, consequentemente, menos GEE em relação ao óleo combustível.

Efeitos na agricultura
Um outro tipo de emissão de relevância no Brasil é aquela proveniente da ação dos ruminantes. O país é detentor do maior rebanho bovino comercial do mundo. Essa questão chega a preocupar pesquisadores e essa emissão está sendo mensurada e computada no inventário e em outros documentos que apontam os principais causadores do aumento dos gases de efeito estufa.

O gás eliminado para a atmosfera na atividade de bovinos, búfalos, cabras e ovelhas é o metano, que resulta da digestão do alimento pelas bactérias presentes no interior do rúmen, que estão no estômago dos animais. Uma pesquisa que está sendo realizada pela Embrapa Pecuária Sudeste em parceria com a Embrapa Meio Ambiente, demonstrou que um bezerro, de cerca de 400 kg, emite cerca de 70 kg de metano por ano.

O setor agropecuário contribui com o aumento do acúmulo de GEE também pela agricultura. O cultivo do arroz irrigado representa uma das principais fontes antrópicas de metano para a atmosfera. Não é o caso do Brasil mas da Ásia, onde o arroz é a principal atividade agrícola. Do total de metano gerado pela cultura do arroz, 90% é atribuído ao continente asiático, segundo o relatório do IPCC de 1996.

Outros tipos de emissão
Nos aterros sanitários, queima-se o gás liberado a partir do lixo por medida de segurança. Isso porque o metano que resulta do processo de fermentação da matéria orgânica armazenada sob a terra, pode pegar fogo caso um raio ou um fósforo aceso venham a atingir essa matéria orgânica. Se isso ocorrer, há o risco de explodir.

O gás liberado pelo lixo é basicamente metano que, quando é queimado, é emitido em forma de dióxido de carbono e que contribui com o aumento do efeito estufa. A emissão por resíduos é, em geral, proporcional à população.

Os CFCs, gases que também aumentam o efeito estufa, são regulados, desde 1987, pelo Protocolo de Montreal, que prevê a redução de sua emissão. Eles foram usados no passado em larga escala nos sistemas de refrigeração e nos aerossóis. O objetivo da redução dos CFCs é minimizar outro efeito na natureza, a destruição da camada de ozônio, que por sua vez, contribui também para que haja mudanças climáticas no planeta.

aquecimento global

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Aquecimento global já pode ser sentido

Desde a criação, a Terra sempre esteve em constantes mudanças de temperatura, em ciclos de milhares de anos de aquecimento e glaciação causados por fenômenos naturais. A partir da Revolução Industrial, o planeta passou a enfrentar uma nova realidade: a mudança de temperatura causada pelo homem através da poluição. Este problema começou a ser sentido nos microclimas, com o aumento da temperatura nos grandes centros urbanos e mais recentemente no macroclima, com o aumento do nível do mar, uma ameaça em escala global que pode causar escassez de alimentos e graves problemas sociais.

São vários os fatores, apontados por ecologistas e cientistas, que provocam essas mudanças climáticas, tais como o efeito estufa, buraco na camada de ozônio, poluição atmosférica e aumento na produção de gás carbônico. A principal conseqüência é o aquecimento do clima da Terra, provocando o aumento da temperatura dos oceanos e o derretimento das geleiras. Entre previsões apocalípticas e a realidade há uma grande distância, já que as projeções com modelos matemáticos levam em conta diferentes variáveis, mas o fato é que o planeta está ficando mais quente e o nível do mar está subindo.

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Vista da praia da Ilha Tuvalu

Há alguns fatos que podem ser considerados como indícios do aquecimento global e da elevação dos oceanos. O nível do mar está subindo e em alguns lugares os efeitos já estão sendo sentidos. A ilha Tuvalu, que fica no Sul do Oceano Pacífico, enfrenta o aumento da ocorrência de ciclones tropicais na última década, causados pelo aumento da temperatura das águas superficiais do oceano, o que interfere na ocorrência das tempestades. Mas o problema maior é a elevação do nível do mar, inundando as áreas mais baixas, com a água salgada contaminando a água potável e a agricultura. Os líderes da população de 11 mil habitantes decidiram abandonar a ilha neste ano, e serão recebidos pelo governo da Nova Zelândia.

Na Holanda, onde boa parte do território da costa do país foi construído através de diques no mar do Norte, há muita preocupação com a subida das águas e são feitos monitoramentos constantes.

Os pesquisadores Joseph Harari e Carlos Augusto Sampaio França, do Instituto Oceanográfico da USP, afirmam que o caso das ilhas Tuvalu é um exemplo de variação global das condições climáticas do planeta, segundo os dados apresentados na literatura científica. “A elevação do nível médio do mar não é uma questão catastrófica ou alarmante, mas uma questão preocupante que pode se tornar alarmante. O controle das emissões de gases na atmosfera é imprescindível”, afirma o Harari.

Harari diz que a elevação do nível do mar não se dá apenas devido ao derretimento de gelo e aumento de massa, mas também pela expansão térmica da massa líquida do oceano e conseqüente aumento de volume. Cálculos matemáticos indicam que o efeito da expansão térmica é bem mais importante do que o derretimento das geleiras.

Segundo ele, é preciso esclarecer alguns pontos no processo do aumento das águas. “O buraco da camada de ozônio não tem relação direta com o efeito estufa, apesar de ambos terem uma origem comum: a poluição causada pelas atividades humanas. Portanto, não há relação direta entre os aumentos do buraco na camada de ozônio e a elevação do nível do mar”, explica Harari.

Os níveis da água do mar
Um dos trabalhos mais respeitados pela comunidade científica é o do pesquisador Bruce Douglas, chamado Global Sea Level Rise, publicado no Journal of Geophysical Research em abril de 1991. Douglas fez um estudo sobre as tendências dos níveis marítimos com modelos de cálculo, levando em conta a reação dos continentes em degelo. Um efeito que deve ser considerado é que a crosta terrestre também tem movimentos verticais e ao ocorrer o derretimento de gelo, acontece uma redistribuição de massa no interior dos continentes. Desta forma, quando a crosta “sobe”, o nível do mar “desce” em relação a ela.

Os dados apresentados por Bruce Douglas levam em consideração as variações locais, nas proximidades das terras em degelo, e as variações globais. Segundo o cientista, há uma elevação de nível do mar em termos globais de 1,8 milímetros por ano, com desvio padrão de 0,8 milímetros. Outro dado importante é fornecido pelo IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Chance, sigla em inglês), que indica um aumento de 10 a 20 centímetros no nível médio global dos oceanos no século XX.

No Brasil, há trabalhos publicados pelo Instituto Oceanográfico da USP que confirmam o aumento do Oceano Atlântico na costa brasileira. Nas medições feitas em Cananéia, no litoral sul do estado de São Paulo, desde o ano de 1955 até 1990, foi calculada uma taxa de elevação de 4,1 milímetros por ano. Em outro relatório, do Instituto Oceanográfico, feito na cidade de Santos, entre 1944 e 1989, ocorreu uma elevação média de 1,1 milímetros por ano, segundo Joseph Harari, um dos autores das duas publicações.

Nas medições e cálculos das médias de elevação, é importante levar em consideração os efeitos locais (erosão, atividades humanas, engenharia e ocupações) e o efeito global, que é o aquecimento do planeta. Também existem variações temporais do nível do mar que podem influir nos números de longos períodos.

Um caso que mistura os fatores regional e global é o aumento do nível da água em Veneza, na Itália. Nos últimos 100 anos o nível do mar subiu 30 centímetros, uma preocupação para os habitantes e as autoridades em uma cidade que vive do turismo e tem vários edifícios históricos. Segundo as informações de Bruce Douglas, o mar do Mediterrâneo sobe em média 1,4 milímetros por ano, o que indicaria a elevação global do aquecimento da Terra. Mas Veneza também tem influências locais importantes, como a construção de um aeroporto com retirada de água subterrânea e compactação do solo, abaixamento da crosta e subida relativa do mar.

O derretimento do gelo
O fenômeno do derretimento das geleiras acontece no Pólo Norte e no Pólo Sul. O mais preocupante com relação ao aumento do nível global dos oceanos é o derretimento das camadas de gelo na Antártica, no Pólo Sul, porque as geleiras estão sobre um continente enquanto o gelo do Pólo Norte está sobre a água. A Antártica reúne cerca de 90% de todo o gelo da Terra e, segundo projeções do IPCC, se todo este gelo fosse derretido o mar subiria 60 metros.

É preocupante também o derretimento das geleiras montanhosas. A água que desce das montanhas contribui para aumentar o nível do mar. Nos últimos 30 anos, o derretimento do gelo das montanhas está sendo verificado em vários continentes, nos Andes, nos Alpes e nos EUA.

As geleiras existentes sobre os continentes do Hemisfério Norte tem grande influência no aumento das águas, segundo informações de cientistas nos EUA publicadas na revista Science. De acordo com esse estudo, as geleiras de montanhas no Alasca derreteram mais rápido nos últimos cinco anos do que nas últimas quatro décadas e contribuíram em 9% na elevação do nível do mar nos últimos 50 anos. De acordo com esses cálculos, a cada ano o derretimento das geleiras no Alasca eleva em 0,02 milímetros o nível dos oceanos, mais do que em qualquer outra região glacial. Somente a Geleira Malaspina perde 2,7 quilômetros cúbicos de água por ano.

No Hemisfério Sul também se constata o derretimento do gelo. Na ilha Rei George, do arquipélago das Ilhas Shetland, cerca de 7% da área coberta de gelo foi perdida nos últimos 50 anos, com aumento da temperatura em 1,03 graus centígrados. O Brasil coleta informações meteorológicas na Antártica através de imagens de satélites, monitoradas pelo Laboratório de Pesquisas Antárticas e Glaciológicas (Lapag) do Departamento de Geografia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Há dados que apontam um aumento de temperatura, desprendimento de icebergs e recolhimento das geleiras. Pesquisas de outros países como o Canadá e os Estados Unidos, apontam um aumento de 2 a 2,5 graus centígrados na temperatura da península norte da Antártica.

Efeitos na ilha Rei George

1956

2000

Redução

Ilha

1188 km2

1139 km2

49 km2

Calota de gelo

1109 km2

1044 km2

65 km2

Altas temperaturas
O primeiro semestre do ano de 2002 foi o segundo mais quente nos últimos 150 anos, desde quando começaram as medições pelo escritório de Meteorologia do Reino Unido. A temperatura média global de 2002 pode bater o recorde até o final do ano e ultrapassar a do ano de 1998. Pesquisas usando modelos numéricos indicam mudanças na temperatura causadas pelo efeito estufa que concentram mais energia na atmosfera, como um “cobertor” sobre o planeta. Há projeções que apontam dados bastantes catastróficos levando em conta os níveis atuais de emissão de gás carbônico na atmosfera, com resultados como a desertificação.

Um exemplo de probabilidade catastrófica foi calculado no Hadley Centre no Reino Unido e apresentado em julho na cidade de Manaus, numa conferência científica sobre a biosfera. Segundo essas previsões, no ano de 2050, o super aquecimento da Terra causado pela emissão de gases, irá provocar um desequilíbrio ecológico na Floresta Amazônica, que morreria asfixiada. Isso porque as altas temperaturas aumentariam o número de microorganismos no solo, que passariam a emitir um excesso de dióxido de carbono contribuindo para aumentar o efeito estufa.

Microclima
Em São Paulo, as medições do clima são feitas na Estação Meteorológica da Água Funda, próxima ao zoológico. A estação é a mais antiga do Brasil e vai completar 70 anos. As medições são monitoradas pelo Instituto Astronômico e Geofísico (IAG) da USP. Segundo Augusto Pereira Filho, professor de ciências atmosféricas, “as mudanças de temperaturas não são significativas, mas no que se refere ao microclima da cidade de São Paulo, pode-se afirmar que o clima mudou com a urbanização dos últimos 50 anos”. Essas alterações no microclima se repetem em todas as grandes cidades
com o aumento da temperatura e a diminuição da umidade, causados pela falta de área verde, pelo concreto e asfalto, pela construção de prédios que impedem a ventilação, pelo aumento da atividade industrial e da poluição proveniente dos carros. “Antes, São Paulo era conhecida como a ‘terra da garoa’, mas hoje a garoa no final da tarde está mais rara, no inverno nem chega a cair e é mais comum na periferia”, diz Pereira Filho.

Outro fator de alteração no microclima, que gera vários prejuízos, são as violentas tempestades de verão que acontecem na cidade de São Paulo, causando inundações e mortes. Isso ocorre porque a radiação do solo durante todo o dia quente cria sobre a cidade uma “ilha de calor”. Como São Paulo está próxima do oceano, no final da tarde a brisa marítima entra em contato com o ar quente acumulado durante o dia, provocando as tempestades

derretimentos das geleiras causada pelo aquecimento global

Derretimento de geleiras deve provocar o desaparecimento de cidades

Tema:Ecologia
Autor: Danilo Di Giorgi
Data: 3/8/2006

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Temperatura dos oceanos
Foto: Nasa

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Foto: Nasa

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Planeta Terra visto do espaço
Foto: Nasa

Vindas das mais variadas fontes, as notícias sobre o futuro da humanidade não são nada boas. Não há mais volta: mesmo que mudemos radicalmente nossa forma de relação com o planeta a partir de hoje, o prejuízo causado por nossas ações predatórias já atingiu um nível tamanho que o derretimento das geleiras deve provocar o desaparecimento de todas as cidades ao nível do mar no máximo até o final deste século. Essa triste previsão está num artigo publicado há pouco mais de um mês pelo cientista britânico James Lovelock, autor da famosa Teoria de Gaia (segundo a qual a Terra assemelha-se a um organismo vivo, com mecanismos para auto-regular suas funções).Ainda segundo Lovelock, a elevação da temperatura em até 8ºC nas regiões temperadas e 5ºC nos trópicos vai provocar também, antes de 2100, impactos desastrosos no equilíbrio ecológico, como a extinção maciça de espécies vegetais e animais e o desaparecimento de vastas áreas selvagens como a Floresta Amazônica, decretando o fim da maior parte da vida na Terra, com a morte de milhões, talvez bilhões de pessoas. Na opinião do cientista, governos sérios e responsáveis deveriam começar a desenvolver cartilhas com orientações aos sobreviventes sobre como lidar com as difíceis condições de vida neste futuro sombrio.

A reação do mundo a um alerta como esse, vindo de um dos mais reconhecidos cientistas do nosso tempo, deveria ser de comoção popular. Deveríamos parar tudo e começar a centrar nossos esforços em formas de ao menos minimizar os tenebrosos efeitos anunciados. Mas nada disso aconteceu e tudo segue normalmente como se essa fosse apenas mais uma notícia trivial e corriqueira. Um jornal publica o artigo, outro dá uma nota curta e seca e assim vamos tocando nossas vidas normalmente.

Essa atitude seria compreensível se a visão de Lovelock fosse apenas uma no meio de outras conflitantes. Poderíamos confortavelmente acusá-lo de louco, exagerado, catastrófico. Mas não é o caso. Já não são levadas a sério as cada vez mais raras correntes científicas que colocam em dúvida o fato de que a Terra sofre um processo de aquecimento acelerado, dificilmente reversível.

Segundo o Instituto Goddard de Estudos Espaciais, da Nasa, 2005 foi o ano mais quente desde o início dos registros climáticos modernos, em 1890. E, pior, de acordo com o instituto, todos os cinco anos mais quentes durante este período ocorreram na última década, mostrando clara tendência de aquecimento global. Um representante do órgão declarou à imprensa que, usando medições indiretas que vão a um passado ainda mais remoto, o ano passado foi provavelmente o mais quente dos últimos milhares de anos. Mais uma notícia que lemos e viramos a página, sem dar muita atenção.

Mais: um aumento de 3ºC na temperatura média da Groelândia duplicou a quantidade de água que suas geleiras vêm derramando no Oceano Atlântico, segundo recentes pesquisas do Laboratório de Propulsão a Jato e do Instituto de Tecnologia da Califórnia. Há registros de diminuição das geleiras no Himalaia, nos Andes, no Monte Kilimanjaro, e a única estação de esqui da Bolívia, Chacaltaya, fechou porque sua neve está acabando.

Acha pouco? A lista é longa, o espaço de um artigo é limitado. O diretor da Pesquisa Antártica do Reino Unido, Chris Rapley, disse, em janeiro passado, durante reunião da Sociedade Americana para o Avanço da Ciência, que algumas partes da camada de gelo da Antártida começaram a derreter em um ritmo assustadoramente intenso e anormal. Rapley afirmou que, há apenas cinco anos, a Antártida era considerada como um gigante adormecido em termos de mudança climática. “O gigante despertou e é melhor que se preste atenção nele”, disse o cientista. Ninguém parece muito preocupado. A humanidade finge não ver o que está acontecendo.

Enquanto isso, James Hansen, o principal especialista em mudança climática da Nasa, denuncia uma tentativa do governo dos EUA de silenciá-lo. A campanha começou depois de um discurso proferido em dezembro passado, quando Hansen pediu a rápida redução na emissão dos gases estufa, relacionados ao aquecimento global. Segundo ele, diretores da Nasa deram ordem aos responsáveis pelas relações públicas do órgão para revisar os textos de suas futuras conferências, suas publicações no sítio do instituto na Internet e para controlar os pedidos de entrevistas de jornalistas.

Há caminhos que podem ser trilhados se a humanidade realmente abrir os olhos para a questão. Uma série de ações voltadas ao fomento de fontes de energia renováveis, em um livro elaborado por 250 analistas internacionais, foi apresentada recentemente pelo diretor-executivo da Agência Internacional da Energia, Claude Mandil. Aparecem, entre elas, as energias produzidas pelo vento, o sol, as fontes geotérmicas e os oceanos. Ótimo, não? Não, se o raciocínio que só encontra sentido na produção otimizada e no lucro continuar reinando absoluto. Segundo o próprio Mandil, o grande problema de suas propostas é o custo econômico alto para trazê-las para a prática, o que, segundo diz, inviabiliza suas iniciativas e faz os governos se mostrarem reticentes a elas.

Por que é que a gente é assim? Por que fechamos os olhos para estes alertas, apesar de estar claro que é apenas uma questão de tempo para as conseqüências nefastas de essas previsões começarem a afetar brutalmente nossas vidas e, principalmente, as vidas de nossos filhos e netos? Acho que a nossa espécie, apesar da capacidade relativamente bem desenvolvida de prever o futuro, é menos competente na hora de mudar suas atitudes, mesmo quando colocada contra a parede. Enquanto não superarmos esta limitação, não haverá espaço para a esperança. Nesta reportagem:
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Redação 360