Você provavelmente se lembra de seus professores de ciências do ensino fundamental explicando que a energia não pode ser criada nem destruída. Essa é uma propriedade fundamental do universo.
A energia pode ser transformada, no entanto. Quando os raios do sol atingem a Terra, eles são transformados em movimentos aleatórios de moléculas que você sente como calor. Ao mesmo tempo, a Terra e a atmosfera estão enviando radiação de volta ao espaço. O equilíbrio entre a energia que entra e sai é conhecido como "orçamento de energia" da Terra.
Nosso clima é determinado por esses fluxos de energia. Quando a quantidade de energia que entra é maior do que a que sai, o planeta se aquece.
Isso pode acontecer de algumas maneiras, como quando o gelo marinho que normalmente reflete a radiação solar de volta para o espaço desaparece e o oceano escuro absorve essa energia. Também acontece quando os gases do efeito estufa se acumulam na atmosfera e prendem parte da energia que, de outra forma, seria irradiada.
Cientistas como me foram medindo orçamento de energia da Terra desde os anos 1980 usando instrumentos em satélites, no ar e dos oceanos, e no chão. Você ouvirá mais sobre essas medições e o orçamento de energia da Terra quando o relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas das Nações Unidas for lançado em 9 de agosto.
Mas até lá, vamos dar uma olhada mais de perto em como a energia flui e o que o orçamento de energia nos diz sobre como e por que o planeta está esquentando.
Equilibrando a energia do sol
Praticamente toda a energia do sistema climático da Terra vem do sol. Apenas uma pequena fração é conduzida para cima a partir do interior da Terra .
Em média, o planeta recebe 340,4 watts de sol por metro quadrado . Todo o sol incide durante o dia e os números são muito mais elevados ao meio-dia local.
Desses 340,4 watts por metro quadrado:
- 99,9 watts são refletidos de volta ao espaço por nuvens, poeira, neve e a superfície da Terra.
- Os 240,5 watts restantes são absorvidos - cerca de um quarto pela atmosfera e o restante pela superfície do planeta. Essa radiação é transformada em energia térmica dentro do sistema terrestre. Quase toda essa energia absorvida é correspondida pela energia emitida de volta ao espaço. Um minúsculo resíduo - 0,6 watts por metro quadrado - se acumula como aquecimento global. Isso pode não parecer muito, mas acrescenta.
A atmosfera absorve muita energia e emite-a como radiação para o espaço e de volta para a superfície do planeta. Na verdade, a superfície da Terra recebe quase o dobro da radiação da atmosfera do que da luz solar direta. Isso ocorre principalmente porque o sol aquece a superfície apenas durante o dia, enquanto a atmosfera quente permanece lá 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Juntos, a energia que chega à superfície da Terra vinda do sol e da atmosfera é de cerca de 504 watts por metro quadrado. A superfície da Terra emite cerca de 79% desse valor. A energia de superfície restante vai para a evaporação da água e aquece o ar, os oceanos e a terra.
O minúsculo resíduo entre a luz do sol que entra e o infravermelho que sai é devido ao acúmulo de gases de efeito estufa como o dióxido de carbono no ar. Esses gases são transparentes à luz do sol, mas opacos aos raios infravermelhos - eles absorvem e emitem muitos raios infravermelhos de volta para baixo.
A temperatura da superfície da Terra deve aumentar em resposta até que o equilíbrio entre a radiação que entra e sai seja restaurado.
O que isso significa para as temperaturas globais?
A duplicação do dióxido de carbono adicionaria 3,7 watts de calor a cada metro quadrado da Terra. Imagine lâmpadas noturnas incandescentes antiquadas espaçadas a cada 3 pés (0,9 metros) em todo o mundo, deixadas acesas para sempre.
Na taxa atual de emissões, os níveis de gases de efeito estufa dobrariam em relação aos níveis pré-industriais em meados do século.
Os cientistas do clima calculam que adicionar tanto calor ao mundo aqueceria o clima da Terra em cerca de 5 graus Fahrenheit (3 graus Celsius) . Para evitar isso, seria necessário substituir a combustão de combustíveis fósseis, a principal fonte de emissões de gases de efeito estufa, por outras formas de energia.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Você pode encontrar o artigo original aqui .
Scott Denning é professor de ciência atmosférica na Colorado State University. Ele recebeu financiamento da NOAA, NASA, da National Science Foundation e do Departamento de Energia dos EUA.
