Introduction
Climate change has long-since ceased to be a scientific curiosity, and is no longerjust one of many environmental and regulatory concerns. As the United Nations Secretary General has said, it is the major, overriding environmental issue of our time, and the single greatest challenge facing environmental regulators. It is a growing crisis with economic, health and safety, food production, security, and other dimensions.
Shifting weather patterns, for example, threaten food production through increased unpredictability of precipitation, rising sea levels contaminate coastal freshwater reserves and increase the risk of catastrophic flooding, and a warming atmosphere aids the pole-ward spread of pests and diseases once limited to the tropics.
The news to date is bad and getting worse. Ice-loss from glaciers and ice sheets has continued, leading, for example, to the second straight year with an ice-free passage through Canada’s Arctic islands, and accelerating rates of ice-loss from ice sheets in Greenland and Antarctica. Combined with thermal expansion—warm water occupies more volume than cold—the melting of ice sheets and glaciers around the world is contributing to rates and an ultimate extent of sea-level rise that could far outstrip those anticipated in the most recent global scientific assessment.
There is alarming evidence that important tipping points, leading to irreversible changes in major ecosystems and the planetary climate system, may already have been reached or passed. Ecosystems as diverse as the Amazon rainforest and the Arctic tundra, for example, may be approaching thresholds of dramatic change through warming and drying. Mountain glaciers are in alarming retreat and the downstream effects of reduced water supply in the driest months will have repercussions that transcend generations. Climate feedback systems and environmental cumulative effects are building across Earth systems demonstrating behaviours we cannot anticipate.
The potential for runaway greenhouse warming is real and has never been more present. The most dangerous climate changes may still be avoided if we transform our hydrocarbon based energy systems and if we initiate rational and adequately financed adaptation programmes to forestall disasters and migrations at unprecedented scales. The tools are available, but they must be applied immediately and aggressively.
Efeito estufa
O efeito estufa é um fenômeno natural e possibilita a vida humana na Terra.
Parte da energia solar que chega ao planeta é refletida diretamente de volta ao espaço, ao atingir o topo da atmosfera terrestre - e parte é absorvida pelos oceanos e pela superfície da Terra, promovendo o seu aquecimento. Uma parcela desse calor é irradiada de volta ao espaço, mas é bloqueada pela presença de gases de efeito estufa que, apesar de deixarem passar a energia vinda do Sol (emitida em comprimentos de onda menores), são opacos à radiação terrestre, emitida em maiores comprimentos de onda. Essa diferença nos comprimentos de onda se deve às diferenças nas temperaturas do Sol e da superfície terrestre.
De fato, é a presença desses gases na atmosfera o que torna a Terra habitável, pois, caso não existissem naturalmente, a temperatura média do planeta seria muito baixa, da ordem de 18ºC negativos. A troca de energia entre a superfície e a atmosfera mantém as atuais condições, que proporcionam uma temperatura média global, próxima à superfície, de 14ºC.
Quando existe um balanço entre a energia solar incidente e a energia refletida na forma de calor pela superfície terrestre, o clima se mantém praticamente inalterado. Entretanto, o balanço de energia pode ser alterado de várias formas: (1) pela mudança na quantidade de energia que chega à superfície terrestre; (2) pela mudança na órbita da Terra ou do próprio Sol; (3) pela mudança na quantidade de energia que chega à superfície terrestre e é refletida de volta ao espaço, devido à presença de nuvens ou de partículas na atmosfera (também chamadas de aerossóis, que resultam de queimadas, por exemplo); e, finalmente, (4) graças à alteração na quantidade de energia de maiores comprimentos de onda refletida de volta ao espaço, devido a mudanças na concentração de gases de efeito estufa na atmosfera.
Essas mudanças na concentração de gases de efeito estufa na atmosfera estão ocorrendo em função do aumento insustentável das emissões antrópicas desses gases.
As emissões de gases de efeito estufa ocorrem praticamente em todas as atividades humanas e setores da economia: na agricultura, por meio da preparação da terra para plantio e aplicação de fertilizantes; na pecuária, por meio do tratamento de dejetos animais e pela fermentação entérica do gado; no transporte, pelo uso de combustíveis fósseis, como gasolina e gás natural; no tratamento dos resíduos sólidos, pela forma como o lixo é tratado e disposto; nas florestas, pelo desmatamento e degradação de florestas; e nas indústrias, pelos processos de produção, como cimento, alumínio, ferro e aço, por exemplo.
Gases de efeito estufa
Há quatro principais gases de efeito estufa (GEE), além de duas famílias de gases, regulados pelo Protocolo de Quioto:
- O dióxido de carbono (CO2) é o mais abundante dos GEE, sendo emitido como resultado de inúmeras atividades humanas como, por exemplo, por meio do uso de combustíveis fósseis (petróleo, carvão e gás natural) e também com a mudança no uso da terra. A quantidade de dióxido de carbono na atmosfera aumentou 35% desde a era industrial, e este aumento deve-se a atividades humanas, principalmente pela queima de combustíveis fósseis e remoção de florestas. O CO2 é utilizado como referência para classificar o poder de aquecimento global dos demais gases de efeito estufa;
- O gás metano (CH4) é produzido pela decomposição da matéria orgânica, sendo encontrado geralmente em aterros sanitários, lixões e reservatórios de hidrelétricas (em maior ou menor grau, dependendo do uso da terra anterior à construção do reservatório) e também pela criação de gado e cultivo de arroz. Com poder de aquecimento global 21 vezes maior que o dióxido de carbono;
- O óxido nitroso (N2O) cujas emissões resultam, entre outros, do tratamento de dejetos animais, do uso de fertilizantes, da queima de combustíveis fósseis e de alguns processos industriais, possui um poder de aquecimento global 310 vezes maior que o CO2;
- O hexafluoreto de enxofre (SF6) é utilizado principalmente como isolante térmico e condutor de calor; gás com o maior poder de aquecimento, é 23.900 vezes mais ativo no efeito estufa do que o CO2;
- O hidrofluorcarbonos (HFCs), utilizados como substitutos dos clorofluorcarbonos (CFCs) em aerossóis e refrigeradores; não agridem a camada de ozônio, mas têm, em geral, alto potencial de aquecimento global (variando entre 140 e 11.700);
- Os perfluorcarbonos (PFCs) são utilizados como gases refrigerantes, solventes, propulsores, espuma e aerossóis e têm potencial de aquecimento global variando de 6.500 a 9.200.
Os hidrofluorcarbonos e os perfluorcarbonos pertencem à família dos halocarbonos, todos eles produzidos, principalmente, por atividades antrópicas.
As emissões mundiais
No Relatório sobre os Inventários Nacionais de Gases de Efeito Estufa dos Países Partes do Anexo I da Convenção sobre Mudança do Clima, elaborado pelo Secretariado da Convenção, estão compilados dados referentes às emissões desses países entre os anos de 1990 e 2005.
Percebe-se que, neste período, considerando-se o conjunto total dos Países Partes do Anexo I, houve um decréscimo de 2,8% nas emissões. Entretanto, se forem desconsiderados da contabilização os países com economias em transição, nota-se um aumento de 11% nas emissões de GEE. Portanto, grande parte do decréscimo de 2,8% é atribuído à desaceleração e retração da economia dos países do Leste Europeu, que passaram por um momento de transição em seus processos produtivos, e não por políticas efetivas de mitigação por parte dos países desenvolvidos.
Outro dado importante, também extraído do relatório citado anteriormente, mostra que os países desenvolvidos têm o setor de energia como o grande responsável pelas emissões de GEE. Este setor respondeu, em 1990, por 85% das emissões e por 90%, em 2005. Os setores de indústrias, agricultura e resíduos representaram, respectivamente, 8%, 10% e 3%, em 1990, e 7%, 9% e 3%, em 2005. Vale ressaltar que, ao passo que os outros setores apresentaram redução de emissões no período entre 1990 e 2005, o setor energético apresentou um aumento de 0,5% para o mesmo período.
Greenhouse effect
The greenhouse effect is a natural phenomenon and enables human life on Earth.
Part of solar energy reaching the planet is directly reflected back into space, reaching the top of the atmosphere - and some is absorbed by oceans and the Earth's surface, promoting their heating. A portion of this heat is radiated back into space, but is blocked by the presence of greenhouse gases which, although they let the energy from the Sun (issued at shorter wavelengths), are opaque to terrestrial radiation, emitted at higher wavelengths. This difference in wavelengths is due to differences in the temperatures of the Sun and the Earth's surface.
In fact, it is the presence of these gases in the atmosphere which makes the Earth habitable, because if they did not exist naturally, the planet's average temperature would be very low, around 18 degrees below zero. The energy exchange between the surface and the atmosphere keeps the current conditions, which provide a global average temperature near the surface of 14 degrees C.
When there is a balance between incoming solar radiation and the reflected energy as heat by the surface, the atmosphere remains virtually unchanged. However, the energy balance can be changed in several ways: (1) by changing the amount of energy that reaches the surface, (2) the change in Earth orbit or the sun itself, (3) by changing the amount of energy reaching the Earth's surface and is reflected back into space due to the presence of clouds or particles in the atmosphere (also called aerosols, which result from burning, for example), and finally, (4) thanks to the change in amount of energy to longer wavelengths reflected back to space, due to changes in the concentration of greenhouse gases in the atmosphere.
These changes in concentration of greenhouse gases in the atmosphere are occurring due to the unsustainable increase in anthropogenic emissions of greenhouse gases.
Emissions of greenhouse gases occur in virtually all human activities and economic sectors: agriculture, through the preparation of land for planting and fertilizer application, livestock, through treatment of animal waste and enteric fermentation of livestock, transportation, the use of fossil fuels such as gasoline and natural gas in the treatment of solid waste, by the way trash is handled and prepared, in forests, deforestation and forest degradation, and in industries, the processes of production, such as cement, aluminum, iron and steel, for example.
Greenhouse gases
There are four major greenhouse gases (GHGs), and two families of gases regulated by Kyoto Protocol:
- Carbon dioxide (CO2) is the most abundant greenhouse gas, is emitted as a result of numerous human activities, for example, through the use of fossil fuels (oil, coal and natural gas) and also with the change in use land. The amount of carbon dioxide in the atmosphere has increased 35% since the industrial revolution, and this increase is due to human activities, mainly by burning fossil fuels and forest clearing. CO2 is used as reference to classify the global warming power of the other greenhouse gases;
- The methane (CH4) is produced by the decomposition of organic matter, being commonly found in landfills, dumps and hydroelectric reservoirs (greater or lesser degree depending on land use before the construction of the reservoir) and also by creating livestock and rice cultivation. Power with global warming 21 times greater than carbon dioxide;
- Nitrous oxide (N2O) emissions which result, among others, the treatment of animal wastes, fertilizer use, the burning of fossil fuels and some industrial processes, has a power 310 times greater global warming than CO2;
- Sulphur hexafluoride (SF6) is used mainly as an insulator and heat conductor, with the largest gas heating power is 23,900 times more active in the greenhouse effect than CO2;
- The hydrofluorocarbons (HFCs), used as substitutes for chlorofluorocarbons (CFCs) in aerosols and refrigerators, do not harm the ozone layer, but have generally high global warming potential (ranging between 140 and 11,700);
- The perfluorocarbons (PFCs) are used as refrigerants, solvents, propellants, foam, aerosols and have global warming potentials ranging from 6500 to 9200.
Hydrofluorocarbons and perfluorocarbons belong to the family of halons, all produced mainly by human activities. Global emissions
In the Report on the National Inventory of Greenhouse Gas Countries Annex I Parties to the Convention on Climate Change, prepared by the Secretariat of the Convention, are compiled data on emissions of these countries between 1990 and 2005.
It is observed that during this period, considering the entire set of countries from Annex I Parties, there was a decrease of 2.8% in emissions. However, if disregarded accounting countries with economies in transition, there is a 11% increase in GHG emissions. So much of the decrease of 2.8% is attributed to the slowdown and downturn in the economy of Eastern European countries, who went through a transitional moment in their production processes, rather than effective policies to mitigate on the part of developed countries.
Another important finding, also from the report quoted above, shows that developed countries have the power sector as the main responsible for greenhouse gas emissions. This industry has responded in 1990 by 85% and emissions by 90% in 2005. The sectors of industry, agriculture and waste represented, respectively, 8%, 10% and 3% in 1990 and 7%, 9% and 3% in 2005. It is noteworthy that while other sectors showed a reduction in emissions between 1990 and 2005, the energy sector showed a 0.5% increase for the same period.
