Quantas Terras Calça o Estimado Cliente?

Na revista Visão desta semana, designada "edição verde", aparece uma referência ao site "Earth Day" onde podemos medir a nossa "Pegada Ecológica". É uma espécie de declaração de IRS Ambiental, a qual deveríamos tornar pública. Pois bem, o responsável cá da tasca calça 2,4 Terras, o que é muito. Há muitas incertezas nesta estimativa, mas não deixa de ser uma boa aproximação às consequências dos nossos actos diários. Por isso, aqui fica o desafio para os Mui Estimados Clientes. Façam o favor de clicar na figura e responder. Depois podem, ou não, publicitar no vosso blogue, site, pasquim, fanzine, whatever...

O resultado do Restaurante:


O do Al Gore (quando recebeu o Oscar):


E agora uma desanca: A mesma revista Visão, que em tempos cortou a sua colaboração com Clara Pinto Correia por esta ter plagiado um texto de um cronista da New Yorker, atreve-se a usar figuras e valores da edição de Setembro Hors Série da revista "Science et Vie" sem qualquer referência à fonte, nas páginas 176 a 182. Haja Vergonha! E nem sequer souberam traduzir "Clathrate" para "Clatratos".

Alterações Climáticas: Um “Rough Guide” (III)

Depois de algum tempo de pausa, eis-me regressado a este tema. Entretanto, num outro blog, e ainda por causa de Michael Crichton, encetei uma breve discussão sobre este assunto, o que é sempre salutar. Desta vez vamos abordar algumas evidências que nos dão razões para ficarmos preocupados.


As medições do CO2 atmosférico iniciaram-se de forma sistemática nos anos 50 no observatório do Mauna Loa no Havai e desde então mostram que a concentração deste gás tem vindo continuamente a aumentar na atmosfera terrestre. Este gráfico, designado como curva de Keeling (superior), é um clássico onde se observam oscilações em forma de serra dentada devidas à variação do CO2 nos períodos de verão e de inverno em face da maior e menor intensidade da fotossíntese, respectivamente. Como é sabido a fotossíntese redunda num processo que, em última análise, transforma o CO2 absorvido em tecidos vegetais, mas há aqui dois aspectos a considerar: o total de CO2 absorvido na fotossíntese, correspondendo ao que designamos por produção primária bruta, não é todo transformado em carbono orgânico, isto porque na ausência da luz solar, as plantas respiram e libertam CO2 nesse processo. A diferença entre ambas as taxas é que determina, de facto, a quantidade de CO2 fixa em tecidos vegetais, ou seja, a produção primária líquida. Conforme constatamos, a biomassa vegetal (na realidade a grande maioria da biomassa terrestre) é um importante sumidouro de carbono da atmosfera, por isso é que a gestão dos solos, a desmatação e ocupação urbanas têm implicações no equilíbrio do CO2 atmosférico.


A par destas observações, os registos da temperatura média ao longo dos anos também demonstram uma clara subida, por vezes com patamares, como durante os anos 60. Já Svante Arrhenius, o químico sueco prémio Nobel da Química em 1903, previu quantitativamente a capacidade de o CO2 poder actuar como gás de efeito de estufa. Parece lógico que, mantendo todas as outras variáveis constantes, os efeitos da crescente introdução de CO2 na atmosfera por parte das actividades humanas tivessem como resultado esta mesma subida da temperatura. Mas será legítimo estabelecer um paralelismo de causa e efeito entre o CO2 e a subida da temperatura atmosférica? Não completamente. Os factores que influenciam o clima na Terra e a temperatura atmosférica não se esgotam no CO2. Tem sido com base nestes pressupostos que muita da contestação às evidências das alterações climáticas se tem manifestado. A dúvida e o cepticismo são fulcrais em ciência e por isso é importante quem age de forma crítica no campo oposto. O que já não é aceitável são pressões políticas e de outra índole que ambas as partes promovem. Assim, alguma contestação recaíu em problemas efectivos, como a dúvida sobre os métodos de medição das temperaturas. Os críticos argumentavam que essas medições estariam viciadas por serem feitas principalmente próximo de aglomerados urbanos, onde essas mesmas temperaturas serão mais elevadas. Por outro lado, as medições efectuadas por satélites pareciam reforçar isso mesmo uma vez que apresentavam uma diferença sistemática que ninguém conseguia explicar de forma convincente. No entanto, essas discrepâncias foram parcialmente eliminadas e publicadas num relatório de Abril de 2006 pelo US Climate Change Science Program, apresentando uma subida consistente das temperaturas na atmosfera a nível global, restando por explicar apenas as diferenças nas zonas tropicais. Outra vertente da contestação já pega em argumentos que são mais heurísticos, baseando-se apenas em situações particulares que servem de generalizações. Exemplos disso são as evidências do arrefecimento que parece afectar presentemente a Antárctica ou, em termos históricos, a existência de períodos particularmente frios (como na Europa do século XVI) ou particularmente quentes (como no início da Idade Média). O que se questiona é se não estaremos nós a atravessar um período equivalente. Estes pequenos episódios serão apresentados noutro texto, quando falar do clima no passado, mas diremos que honestamente, nada se pode garantir sobre esse assunto. Actualmente, as observações indicam uma consistência entre as várias variáveis em questão, nomeadamente o CO2 e o aumento da temperatura.


Que outros exemplos evidenciam aumento das temperaturas médias globais? A resposta é: retracção da cobertura de gelo no polo Norte; retracção dos glaciares a nível global evidenciada, pelo menos, desde os anos 80; subida da linha de altitude de diversas espécies vegetais em várias regiões do globo; aumento da frequência de tempestades violentas; aumento da temperatura média da superfície do oceano. Que mais será preciso ainda?


Artigos anteriores:

• Alterações Climáticas: Um “Rough Guide” (II)
• Alterações Climáticas: Um “Rough Guide” (I)
  

Alterações Climáticas: Um “Rough Guide” (II)

Um dos últimos textos que aqui pus era um manifesto contra as declarações do Ministro Mariano Gago sobre as alterações climáticas. Este é um assunto sério, e que não me canso de repetir. Aproveito por isso para falar sobre Modelos. Já agora: apesar da data de publicação, isto não é nenhuma mentira!

A Validade dos Modelos

Os modelos são peças fundamentais para a construção do nosso conhecimento, por diversas razões, mas acima de tudo por serem ferramentas preditivas de fenómenos sob condições difíceis, ou mesmo impraticáveis, de estabelecer em experiências controladas à escala laboratorial. Não se modela propriamente o clima em laboratório, por isso existem modelos numéricos que, com base nas condições presentes, resolvem um conjunto de equações e estabelecem o mapa para as condições num tempo futuro. Como sabemos da nossa própria experiência, por vezes a previsão sai bem ao lado.

O que é que se entende por validação de um modelo? Esta é uma questão que tem preocupado cientistas e filósofos da ciência, e parece consensual que, em muitas circunstâncias, não é de facto possível validar modelos no sentido estrito do termo. Na base está a legitimidade do modelo, que neste caso concreto significa que qualquer modelo será válido desde que seja internamente consistente e não contenha erros lógicos. Mas estes requisitos nada asseguram relativamente à consistência do modelo em representar uma dada realidade (ou sistema real). Por vezes, usa-se o termo validação de forma equivalente a verificação, o que tendo em conta a raíz da palavra, significa assertar que um modelo é verdadeiro. O problema aqui ainda se torna mais complicado porque a demonstração da verdade de uma proposição apenas é possível em sistemas fechados, e estes modelos não satisfazem este último requisito. Mas em boa verdade este facto tem origens mais profundas pois mesmo para os sistemas matemáticos formais, Kurt Gödel demonstrou que a asserção da sua própria consistência é impossível de ser efectuada dentro do próprio sistema, um resultado expresso pelo seu Teorema da Incompletude nos anos 30 e que representa o maior abalo que a Matemática sofreu alguma vez na sua História. Um dos famosos 23 problemas de David Hilbert, que pretendia provar que os axiomas da aritmética eram consistentes caía, assim, por terra sem mais nem menos.

Os modelos climáticos possuem várias características que os tornam virtualmente impossíveis de serem validados em sentido estrito. A começar pelo facto de serem sistemas complexos, e exibirem comportamento caótico e sensibilidade às condições iniciais. Este comportamento, colocado na forma de 3 equações diferenciais em 1967 pelo meteorologista Edward N. Lorenz, estabeleceu o renascimento da ciência do caos. Lorenz deu conta deste fenómeno quando quis repetir uma simulação mas sem ter de esperar pacientemente que o computador fizesse todos os cálculos desde o início. Para isso decidiu começar a simulação um pouco mais à frente, usando os valores numéricos que a simulação que pretendia repetir tinha dado nesse ponto. Qual não foi o seu espanto quando constatou que a simulação até era reprodutível no início, mas rapidamente começou a divergir da anterior, de tal forma que era impossível estabelecer qualquer semelhança entre ambas as simulações que, em princípio, deveriam ser iguais. O problema foi o uso de valores núméricos na nova simulação que não tinham a mesma precisão que os que a simulação anterior estava a usar nos cálculos. Ou seja, bastava que os números diferissem um bilionésimo que fosse do valor inicial para que, ao fim de um tempo, toda a simulação desse um resultado completamente diferente. Lorenz deparou-se com a famosa sensibilidade às condições iniciais, ou seja, necessitaria de definir todos os parâmetros do modelo com uma precisão infinita, o que é manifestamente impossível. Por isso é que as previsões meteorológicas têm prazo de validade.


O atractor estranho de Lorenz: Figura gerada pela equipa do Restaurante – pode ser usada à vontade... A forma peculiar desta figura, hoje um ícone da Teoria do Caos, faz lembrar as asas de uma borboleta, como que a dar razão à afirmação: “o bater das asas de uma borboleta na India, pode causar um furacão na América do Norte”.

No caso dos modelos sobre alterações climáticas, este problema ainda é mais sensível já que se tentam prever cenários a 100 e mais anos de distância. Como é que se valida um modelo nestas condições? Normalmente enche-se esse modelo com um conjunto de equações e parâmetros, susceptíveis de representarem adequadamente o sistema em questão e compara-se esse resultado com as condições actuais, ou seja, comparamos quanto muito a reprodutibilidade do modelo para o tempo presente. No entanto, conforme se disse anteriormente, esse facto não assegura que o modelo produza resultados válidos no futuro. Há sempre um grau de incerteza que é impossível eliminar, seja pela complexidade e consequentemente pelo número de variáveis e parâmetros necessários para descrever o modelo, seja pela sensibilidade às condições iniciais. O que pode simular adequadamente o clima na actualidade pode não ser inteiramente válido para o clima do futuro, até porque os efeitos que, por exemplo, a subida da temperatura pode provocar na circulação oceânica estão longe de serem totalmente compreendidos, e qualquer mudança do padrão da circulação oceânica é susceptível de causar mudanças drásticas no clima. Por isso, quando afirmamos que os modelos não estão validados, teremos de dizer a seguir que esta é uma imponderabilidade do sistema com a qual temos que cooptar. No entanto, não significa que não se consigam tirar conclusões, pelo menos relativamente a possíveis cenários. O que os grupos científicos que estudam o assunto têm feito é estabelecerem balizas para os cenários futuros, tomando dois pontos extremos para as emissões de CO2: o bussiness as usual, que é como quem diz, deixar tudo como está, e o corte total de emissões. A realidade que nos espera estará algures entre estes dois cenários, e depende das opções que forem tomadas em termos de diminuição das emissões de CO2.

Como referi, não sei se as temperaturas são ou não votadas em plenário, mas também não devemos ser imprudentes nas afirmações que fazemos sobre os modelos que, dentro deste contexto, podem induzir na opinião pública a crença que existe uma espécie de arbitrariedade voluntária nos cenários, o que não é de todo verdadeiro.

Textos relaccionados:

Alterações Climáticas: Um "Rough Guide" (I)

A Insustentável Irresponsabilidade do Ser

Agora que estou numa vertente dada às alterações climáticas, não quero deixar passar em branco as declarações do Ministro da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior (MCTES), Mariano Gago que, segundo a revista Visão, terá proferido publicamente que o IPCC (Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas) é um “...fórum das Nações Unidas onde se vota o aumento da temperatura”. Isto num debate no Parlamento sobre as alterações climáticas e as energias renováveis. Para compor o ramalhete, ainda afirmou que as previsões do IPCC se baseiam em modelos climáticos que não estão validados.

Estas afirmações, de um alto irresponsável político, que ainda por cima tutela a ciência em Portugal requerem que se faça um esclarecimento:

1. Eu não sei se o IPCC vota ou não as temperaturas, embora saiba que o IPCC é, por vezes, refém de governos e interesses económicos. As conclusões que o referido grupo tem emanado, se sujeitas a referendo conforme acusa o ministro, não serão seguramente para os piores cenários o que, bem vistas as coisas, ainda me deixa mais preocupado. A adminsitração Bush tem sido perita em abrir guerras com as suas comissões científicas sobre estas matérias, “obrigando-as” a produzir relatórios mais benevolentes para o real estado do ambiente e perspectivas futuras, sabendo-se a petróleo-dependência da economia americana;

2. O ministro Mariano Gago, enquanto titular de cargo político deveria, pois, saber que há afirmações que não podem pura e simplesmente ser proferidas desta maneira. Mais, enquanto cientista que afirma ser (ou foi, sei lá) tem a obrigação de saber, e se não sabe então ainda mais grave é a situação, que os modelos climáticos ou outros relativos a sistemas complexos e caóticos NUNCA são passíveis de ser validados nem verificados. Somente por manifesta FALTA de CULTURA científica e, já agora, filosófica é que se faz tamanha afirmação. Sr. Ministro, se quiser terei todo o gosto em lhe dar as referências bibliográficas que necessita para estar mais bem informado sobre o assunto.

Ironicamente, ou não, na mesma revista umas páginas adiante noticia-se o êxodo dos habitantes de Tuvalu, um arquipélago no Pacífico que, a confirmarem-se as actuais tendências das alterações climáticas verão a terra onde nasceram submersa daqui por uns anos. Nessa altura, será certamente o lugar ideal para onde o Estado Português o poderá enviar para passar a sua reforma. Desejo-lhe por isso uma longa vida para poder desfrutar as belezas do Pacífico. I mean it!

Alterações Climáticas: Um “Rough Guide” (I)

Conforme prometido, vou iniciar um conjunto de textos que pretendem esclarecer o melhor que me é possível, algumas das questões que se podem colocar à generalidade das pessoas sobre a matéria das alterações climáticas. Vou começar por mencionar três acontecimentos recentes que podem traduzir a complexidade do tema e alguma confusão que normalmente paira sobre a imprensa (esclarecida e menos esclarecida). Quando coloquei aqui o primeiro texto sobre este assunto, o centro da Europa tinha sido fustigado por uma tempestade bem violenta de que resultaram cerca de 30 vítimas. Mais recentemente, os meios noticiosos vêm mostrando o triste panorama de erosão do litoral na Costa de Caparica e em Esmoriz. No momento em que venho escrevendo estas palavras, tivemos uns dias anormalmente quentes para a época. Três situações, uma só causa? Não! Destas três situações descritas, somente a erosão costeira suscitou uma preocupação de debate sobre alterações climáticas na imprensa nacional, e conjecturas sobre a subida do nível do mar. Pois bem, de todas elas esta é, muito provavelmente, a que nada terá a ver com alterações climáticas, mas somente com a imbecilidade de quem deveria cuidar do ordenamento do território. Ainda agora, em vez de reconhecerem o que sempre esteve mal, ou seja, construir selvaticamente em cima da praia, gritam impropérios contra o INAG ou qualquer outro instituto estatal que possua os requisitos mínimos de não ter rosto e ter as costas largas. E lá vão fazendo remendos e paliativos que, para além de caros, nunca vão resolver o problema, ou seja, são sempre uma não-solução. As nossas praias são sistemas dinâmicos, em que a areia é transportada normalmente na direcção sul (olhem para um pontão ou uma baía na costa e vejam de que lado se acumula mais areia). Todo o sistema dinâmico se encontra num equilíbrio transiente desde que os fluxos de saída forem compensados pelos fluxos de entrada. Ora, com a construção de barragens em vários rios as areias fluviais há muito que deixaram de chegar ao mar e, por isso, de alimentar as praias. Quanto aos dias quentes que temos tido não têm sido notícia, mas também nada significam embora seja fácil (ou mesmo tentador) fazer a associação com as alterações climáticas e o aquecimento global. Esta associação pode ter tanto de real como de imaginário, simplesmente não é possível dizer nada sobre o assunto. Quanto à tempestade violenta de Janeiro, as causas já são mais preocupantes não pelo evento singular em si, mas por o registo do número de tempestades violentas ter vindo a aumentar há vários anos. Aliás, não é por acaso que as seguradoras foram das primeiras empresas a apoiar os estudos sobre alterações climáticas. E porque podem aumentar as tempestades violentas? Simplesmente porque se a temperatura média global aumentar implica, por exemplo, que a taxa de evaporação aumente e, consequentemente, também o ritmo do ciclo hidrológico.

O Efeito de Estufa

Começemos com o efeito de estufa para dizer, em primeiro lugar, que é bom que exista. Se assim não fosse, todo o Planeta Terra era uma imensa Sibéria com uns (des)agradáveis –30ºC de temperatura. Mas então o que é, de facto, o efeito de estufa? É o efeito de aquecimento da atmosfera resultante de alguns dos seus gases absorverem radiação infravermelha impedindo a sua total libertação para o espaço. A radiação infravermelha tem um comprimento de onda maior que o da luz visível (diz-se “abaixo” do vermelho porque, como já se mencionou aqui, quanto maior o comprimento de onda menor a sua frequência), e se colocarmos a nossa mão uns centímetros acima de uma superfície que esteve ao Sol sentimos essa radiação sob a forma de calor. Pois bem, da quantidade de energia que a Terra recebe do Sol, parte é reemitida para a atmosfera sob a forma de infravermelhos. É aqui que os gases ditos de efeito de estufa são fundamentais no processo uma vez que as suas ligações químicas vibram em ressonância com esses comprimentos de onda e por isso os absorvem, impedindo assim que tudo se escape para o espaço exterior mantendo uma temperatura agradável durante o período em que a superfície terrestre não recebe luz directa do Sol. Esses gases são, por exemplo, o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o vapor de água (H2O) que é, aliás, o pior deles todos (outros exemplos incluem o óxido nitroso e os famosos CFC’s – da destruição da camada de ozono). No entanto só se menciona o CO2, que dos três é o que possui um poder de efeito de estufa (greenhouse warming power) menor, e porque é que será? Em primeiro lugar, o vapor de água é o nosso gás de efeito de estufa natural e encontra-se na atmosfera, em parte, sob a forma de nuvens que são brancas. Ora essa característica ajuda a reflectir a luz visível do Sol que incide na Terra (albedo), tendo por isso um efeito atenuante ao aquecimento. Um dia nebulado tem temperaturas bem mais baixas que sob as mesmas condições um dia com céu limpo. O metano não é um gás muito abundante, embora tenha aumentado a sua concentração de 0.8 ppmv para 1.7 ppmv (partes por milhão por volume) de 1850 até 2000. Além disso é instável e fortemente reactivo na atmosfera e oxida-se (para CO2 e H2O) ao fim de um certo tempo. O seu tempo de vida na atmosfera é de cerca de 10 anos. O CO2, pelo contrário, tem um tempo de vida de 100 anos ou mais. Isto significa que cada molécula destas que um automóvel conduzido por nós libertar vai permanecer na atmosfera, em média, 100 ou mais anos (sobrevive à nossa própria longevidade). Em termos de concentrações globais, os gelos da Antárctica demonstram que a concentração máxima de CO2 desde há 400 mil anos foi de 280 (mais ou menos 5) ppmv correspondente aos períodos interglaciares, comparativamente aos 370 ppmv actuais. A relacção deste gás com o aumento da temperatura tem sido muito contestada, acrescendo ainda o facto de o sistema climático da Terra ser bastante complexo porque todos os pequenos factores que intrevêm no clima, no seu conjunto, podem ter acções mensuráveis e são difíceis de ser contemplados nos modelos climáticos, quanto mais não seja por uma questão de dimensão. Vejamos então este exemplo: depois dos atentados de 11 de Setembro de 2001, o espaço aéreo dos EUA ficou interdito durante 2 dias, o suficiente para que a temperatura média atmosférica subisse até cerca de 2ºC. Surpreendidos? Pois bem, os rastos de condensação deixados pelos aviões têm exactamente o mesmo efeito das núvens, isto é, reflectem a luz solar e por isso ajudam a baixar a temperatura. Nesses dias sem aviões também não haviam rastos. Por aqui poderemos apreciar quão complexo se pode tornar este sistema, e quão importantes podem ser factores que não julgávamos sequer relevantes.

Terminemos por aqui a primeira digressão neste tema. Em digressões subsequentes irei dar conta dos registos do CO2 e temperatura, do clima no passado, do ciclo do carbono e de soluções para o futuro. Não sei ao certo quantos textos isto implica, mas depende da inspiração e do tempo disponível.