O clima não é o tempo

Você já deve ter lido ou ouvido falar na mídia sobre o aquecimento global. Cientistas de todo o mundo dizem que a Terra está aquecendo e que o clima está mudando. Eles preveem que essas mudanças, provavelmente, continuarão nas próximas décadas ou séculos. Mas, se os cientistas não conseguem prever o tempo por mais de dois dias, como poderão saber qual será a temperatura na Terra daqui a vários anos? 

Tais predições podem ser feitas porque tempo e clima são coisas diferentes. Em termos científicos, tempo é o estado atual da atmosfera e clima é o estado médio da atmosfera. Por exemplo, as roupas que você veste hoje ou amanhã são uma resposta ao tempo que vê quando olha pela janela. Em um dia frio e chuvoso, você usará roupas diferentes daquelas que usaria em um dia quente e ensolarado. O clima, por outro lado, descreve as condições meteorológicas típicas de uma região durante um longo período de tempo – 30 anos ou mais. É assim que definimos as estações – por exemplo, no verão o clima é mais quente do que no inverno. Desse modo, no inverno, sabemos que precisamos usar roupas mais quentes do que no verão. O clima descreve as características médias do tempo durante um longo período, e em um lugar específico. 

O sistema climático

O tempo (e, portanto, o clima) é uma consequência das interações entre a atmosfera e o meio ambiente: os oceanos, os lagos e os rios (hidrosfera); a vegetação e os animais (biosfera); as montanhas, os vulcões e o fundo do oceano (litosfera); e as superfícies de gelo e neve (criosfera). Esses componentes estão constantemente trocando entre si elementos como calor, água ou gases, e juntos formam o sistema climático (Figura 1A). Uma vez que exercem influência sobre o clima médio, são importantes para entendermos o que é o clima e como ele pode mudar.

Os componentes do sistema climático estão constantemente interagindo. Pelo fato de a atmosfera cobrir o globo inteiro, ela é um importante meio de transporte para o calor, a água e os gases entre regiões diferentes. Quando transportados, esses componentes afetam o estado da atmosfera e influenciam o clima médio. Como exemplo, vejamos de que modo a água (Figura 1B) e o dióxido de carbono (CO₂) (Figura 1C) são trocados dentro do sistema climático. 

Os oceanos são os maiores reservatórios de água da Terra. Todos os dias, devido ao calor que chega à Terra vindo do Sol, a água dos oceanos, lagos e rios evapora para se tornar vapor de água na atmosfera. As nuvens e o ar úmido são depois transportados pelos ventos para outras regiões da Terra. A dada altura, o vapor de água esfria e volta para a Terra. Quando isso acontece numa região fria, ele cai como neve e acumula-se no solo ou em glaciares e mantos de gelo maiores. Quando a chuva cai sobre uma região coberta por vegetação, a água é absorvida e usada para o crescimento das plantas. Parte da chuva também cai diretamente nos rios e oceanos.

Além do mais, as plantas “transpiram” e “respiram”. Por meio desse processo, elas liberam vapor de água na atmosfera. A troca de água entre hidrosfera, atmosfera, biosfera e a criosfera é chamada de ciclo da água e constitui um exemplo de interações entre os vários elementos do sistema climático. 

A atmosfera é uma fina camada de gás que envolve a Terra. Ela contém o oxigênio que respiramos e outros gases, incluindo o CO₂. O CO₂ é um gás do efeito estufa, que ajuda a manter o planeta suficientemente aquecido para podermos viver nele. Mas o CO₂ não está presente apenas na atmosfera: grandes quantidades de carbono ficam armazenadas nos oceanos e na vegetação e são constantemente trocadas com a atmosfera na forma de CO₂. A isso se chama ciclo do carbono. Mas a atividade humana está prestes a abalar esse equilíbrio. Ao longo do ano, quando queimamos combustíveis fósseis, liberamos grandes quantidades de CO₂ no ar.

As grandes quantidades de CO₂ que libertamos continuamente tornam muito difícil o reajustamento e o equilíbrio das trocas entre a atmosfera, o oceano e a vegetação. O excesso de CO₂ acumula-se na atmosfera, o que provoca o aumento da temperatura da Terra e resulta em alterações climáticas. 

Zonas climáticas

O clima é diferente em todo o mundo. Os cientistas classificaram as regiões que apresentam padrões similares de temperatura e chuva em zonas climáticas. O cientista Wladimir Köppen definiu as cinco zonas climáticas principais (Figura 2). 

O clima tropical, encontrado nas imediações do Equador, é quente e úmido o ano inteiro. O clima seco, como o dos desertos, costuma ser quente, com grandes variações de temperatura entre o dia e a noite, e apresenta pluviosidade muito baixa. O clima temperado, como o da Europa Ocidental, normalmente apresenta verões quentes e invernos amenos, sem estação seca; mas em alguns lugares, como o Mediterrâneo, os verões são secos. O clima continental, encontrado na Rússia e no Canadá, tem verões mais frescos e invernos muito frios, sem estação seca; mas em áreas como o nordeste da China, os invernos são secos. Finalmente, o clima polar, encontrado nos Polos Norte e Sul, é muito frio o ano inteiro. 

Como o clima muda?

A evolução do clima global é normalmente acompanhada por meio da medição da temperatura média global do ar. Essa temperatura é obtida medindo-se as temperaturas em diferentes locais do mundo. A temperatura média global do ar representa a quantidade de calor retido perto da Terra e é determinada pela quantidade de calor do Sol que chega à Terra e pela quantidade de calor que a Terra libera de volta para o espaço (Figura 3). O clima tem mudado continuamente desde a formação de nosso planeta, devido às mudanças em três fatores: a posição da Terra em relação ao Sol; as interações dentro do sistema climático próximo à superfície terrestre; e os gases presentes na atmosfera. Examinemos mais de perto cada um desses fatores. 

A posição da Terra em relação ao Sol

Embora esteja cerca de 150 milhões de quilômetros distante da Terra, o Sol lhe fornece enormes quantidades de calor. Ao longo dos últimos 4,5 milhões de anos, a Terra às vezes se aproximou um pouco mais e outras um pouco menos do Sol, ou mudou ligeiramente seu ângulo em relação a ele. Essas pequenas mudanças de posição levaram a pequenas variações no calor que atingia o planeta, suficientes, no entanto, para provocar eras glaciais ou períodos de calor. 

Interações dentro do sistema climático perto da superfície da Terra

Ao atingir a superfície da Terra, parte do calor do Sol é refletida e devolvida ao espaço. Mas a maioria é absorvida pelos elementos naturais na superfície terrestre. Esse calor impulsiona a troca de água e gases entre os componentes do sistema climático (atmosfera, hidrosfera, biosfera, litosfera e criosfera), conforme descrito anteriormente. 

Os gases presentes na atmosfera da Terra

A superfície da Terra também emite calor de volta para o espaço. Se todo o calor liberado pela superfície terrestre fosse perdido para o espaço, o frio seria tal que não conseguiríamos sobreviver! E é aqui que a atmosfera da Terra entra em ação. Os gases do efeito estufa presentes na atmosfera – água, vapor, CO₂ e metano – absorvem parte do calor liberado pela superfície terrestre em seu caminho para o espaço sideral e enviam esse calor de volta para a Terra. Desse modo, o planeta permanece quente o bastante para vivermos nele. O aquecimento causado pelo calor retido pelos gases do efeito estufa é o que chamamos de efeito estufa. Trata-se de um fenômeno natural, que sempre aconteceu. Ao emitir mais CO₂ para a atmosfera, os humanos estão atualmente tornando mais forte o efeito estufa. Esses processos são descritos com mais detalhes em outros artigos desta Coleção sobre o Clima. 

Resumindo

O clima descreve as características médias do tempo e pode ser bem diferente em todo o planeta. Embora descrevamos o tempo com base no estado atual da atmosfera (se está ensolarado ou chuvoso, por exemplo), ele é fortemente influenciado pela criosfera, hidrosfera, biosfera e litosfera. Há troca contínua de água, calor e gases entre os vários componentes do sistema climático. Mudanças nesses processos conduzem a alterações nas propriedades médias da atmosfera e, portanto, no tempo e no clima. 

A temperatura média global do ar nos ajuda a acompanhar a evolução do clima da Terra ao longo do tempo. Essa temperatura descreve a diferença entre o calor recebido do Sol e o calor liberado no espaço. Mudanças na temperatura média global do ar, como o resfriamento global ou o aquecimento global, podem ser devidas às mudanças na posição da Terra em relação ao Sol, às mudanças nas interações entre os elementos do sistema climático ou às mudanças nas quantidades de gases do efeito estufa na atmosfera. Tais alterações aconteceram no passado e estão acontecendo agora. Como todos os componentes do clima da Terra estão ligados, as mudanças na temperatura média global do ar afetam todas as outras partes do sistema climático. É assim que definimos e detectamos a mudança climática. 

Glossário

Tempo: Estado atual da atmosfera (o que você vê quando olha pela janela). Se o dia está chuvoso ou ensolarado, por exemplo. 

Clima:  Estado médio da atmosfera, ou seja, condições climáticas típicas da região por muito tempo. 

Sistema climático: Sistema interativo que consiste em cinco componentes principais: a atmosfera, a hidrosfera, a biosfera, a litosfera e a criosfera. 

Ciclo da água: Troca regular de água entre a hidrosfera, a atmosfera, a biosfera, a criosfera e a litosfera. 

Gás do efeito estufa: Gás que retém o calor e aquece o planeta o suficiente para vivermos nele. 

Ciclo do carbono: Troca regular de carbono entre a atmosfera, a hidrosfera, a biosfera, a criosfera e a litosfera. 

Zona climática: Regiões ao redor do mundo que têm padrões similares de temperatura e chuva. 

Efeito estufa: Processo de aquecimento causado pelo calor retido pelos gases do efeito estufa. É um processo natural, mas pode ser potencializado pelo aumento dos gases do efeito estufa na atmosfera. 

Conflito de interesses

Os autores declaram que a pesquisa foi realizada sem nenhuma relação financeira ou comercial capaz de gerar um conflito de interesses. 

Agradecimentos

Agradecemos a Sophie Berger e Robin Matthews pelo apoio como editores da coleção. Agradecemos também as ideias e sugestões de Edward Armstrong e Alexander Farnsworth. 

Referências

[1] Beck, H. E., Zimmermann, N. E., McVicar, T. R., Vergopolan, N., Berg, A. e Wood, E. F. 2018. “Present and future Köppen-Geiger climate classification maps at 1-km resolution.” Sci. Data. 5:180214. DOI: 10.1038/sdata.2018.214. 

Citação

Regoto, P., Burgard, C. e Jones, C. (2022). “What do we mean by ‘Climate’ and ‘Climate Change’?”. Front Young Minds. 10:671886. DOI: 10.3389/frym.2022.671886. 

Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Creative Commons Attribution License (CC BY). O uso, distribuição ou reprodução em outros fóruns é permitido, desde que o(s) autor(es) original(is) e o(s) proprietário(s) dos direitos autorais sejam creditados e que a publicação original nesta revista seja citada, de acordo com a prática acadêmica aceita. Não é permitido nenhum uso, distribuição ou reprodução que não esteja em conformidade com estes termos.