Equilíbrio radiativo

Um conceito essencial na área de mudanças climáticas é o de que o ser humano está alterando o balanço de radiação terrestre, conseqüência do crescimento da emissão dos gases de efeito estufa e o que efetivamente provoca o aumento de temperatura.

É importante salientar que a maior parte da energia que governa a vida em nosso planeta vem do Sol, com uma incidência de cerca de 342 Watts/m² em média (que equivale a 82 calorias por segundo e por m2). Parte dessa energia, que incide principalmente por meio da faixa de comprimento de onda da luz visível, é refletida diretamente de volta ao espaço pelas nuvens e pelo chamado albedo da superfície terrestre.

A figura 3 ilustra o balanço de radiação terrestre, com seus vários componentes. Como se pode observar, o total de radiação solar incidente (342 W/m²) é igual à soma de três elementos: da radiação solar refletida pelas nuvens, pelos aerossóis e pela atmosfera (77 W/m²) com a parte refletida diretamente pela superfície da Terra (30 W/m²) e mais o total (235 W/m²) que volta para o espaço em forma de calor (ondas longas do infravermelho). O problema é que o aumento da concentração de gases de efeito estufa está elevando a fração da radiação que volta ao sistema terrestre, intensificando o fluxo radiativo de calor – o que resulta no crescimento da temperatura da superfície do planeta.

Figura 3
A radiação que vem do espaço: Como é possível observar, o total de radiação solar que incide sobre a atmosfera é de 342 W/m². Parte dela (77 W/m²) já é refletida automaticamente pelas nuvens, aerossóis e atmosfera. Outra parte (30 W/m²), é refletida pela superfície. Isso significa que 107 W/m2 de radiação são devolvidos diretamente para o espaço sem serem absorvidos pelo planeta. Já a radiação restante é absorvida tanto pela atmosfera (67 W/m²) quanto pela superfície terrestre (168 W/m²).	A radiação que vai para o espaço: A superfície terrestre e a atmosfera, por sua vez, emitem calor em forma de ondas infravermelhas para o espaço. A evapotranspiração gera calor latente (78 W/m²) que retorna à Terra associado à chuva. A radiação da superfície terrestre (390 W/m²) encontra a atmosfera. Uma parcela dessa radiação (40 W/m²) é emitida diretamente para o espaço, por meio da janela atmosférica (um espaço sem barreira de nuvens ou gases). O restante (350 W/m²) encontra os gases de efeito estufa e por essa razão, parte do calor que seria perdido do planeta para o espaço volta para a superfície terrestre (324 W/m²). A atmosfera emite o calor restante (235 W/m²), oriundo tanto da superfície terrestre quanto dos seus próprios processos.

 
O cálculo do desequilíbrio

Como calcular o desequilíbrio dessas reações? Como verificar o que está causando o aquecimento? Um dos termos técnicos básicos para quem está envolvido com o tema das alterações climáticas, o conceito de forçante radiativa foi desenvolvido para aferir a influência dos fenômenos naturais e antropogênicos no aumento das radiações que atingem a Terra. Ou seja, é uma medida capaz de mostrar o quanto o sistema Terra-atmosfera é alterado quando os fatores que afetam o clima sofrem algum tipo de mudança.

Também conhecido como forçamento radiativo, esse indicador vem sendo utilizado pelo próprio IPCC para contabilizar o conjunto dos efeitos que alteram o clima de nosso planeta. Assim, a influência de um fator que pode contribuir para a mudança do clima – como um gás de efeito estufa – é normalmente avaliada em termos de sua forçante radiativa.

Para que possamos entender melhor a importância do desenvolvimento dessa medida, vale lembrar, por exemplo, que um aumento na quantidade de um determinado gás de efeito estufa na atmosfera muda o balanço entre a quantidade de radiação solar incidente sobre o planeta e de radiação irradiada de volta para a atmosfera (a radiação infravermelha termal). Conforme já vimos, é esse balanço radiativo que determina a temperatura na superfície terrestre. A forçante radiativa capacita os cientistas para que avaliem se a tendência global é de aquecimento ou de esfriamento, a partir da totalização dos valores encontrados para as variações específicas de cada um dos fatores atuantes num dado período.

Nesse campo, os cientistas do clima têm alguns desafios importantes. Por exemplo, eles devem identificar:

1. Cada um dos fatores que afetam o clima
2. Os mecanismos por intermédio dos quais tais fatores exercem um forçamento
3. Quantidade de forçamento radiativo de cada fator
4. O forçamento radiativo total de um grupo de fatores