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Combater as alterações climáticas requer identificar a origem humana e natural das emissões de CO2

Combater as alterações climáticas requer identificar a origem humana e natural das emissões de CO2
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Nos termos do Acordo de Paris, 195 países comprometeram-se a reduzir as suas emissões de gases de efeito de estufa para manter o aumento de temperatura significativamente abaixo de 2 °C relativamente aos níveis pré-industriais. Seguir a quantidade de dióxido de carbono – o maior contribuinte individual para o aquecimento do clima – que as atividades humanas libertam para a atmosfera é essencial para determinar se estamos no caminho certo para travar as alterações climáticas. No entanto, esse gás, com o seu grande número de fontes, sumidouros e fluxos, representa ainda um desafio, tanto para cientistas como para governos.

A atividade humana desequilibra claramente o ciclo natural do carbono

A queima de combustíveis fósseis, a produção de cimento e as mudanças no uso dos solos são as principais formas através das quais os seres humanos estão rapidamente a aumentar as quantidades de CO2 na atmosfera, fazendo-as disparar para níveis sem precedentes. Segundo Petteri Taalas, Secretário-Geral da OMM, “convém recordar que a última vez em que a Terra registou uma concentração comparável de CO2 ocorreu há 3 a 5 milhões de anos. Nessa altura, a temperatura era 2 a 3 °C mais elevada e o nível do mar estava 10 a 20 metros acima dos atuais".

Embora os oceanos e a vegetação terrestre absorvam uma grande parte dessas quantidades, o restante acumula-se na atmosfera, pois os sumidouros naturais não têm a capacidade de contrabalançar a taxa de emissões. Por outro lado, os efeitos à escala mundial para remover o CO2 são largamente insuficientes.

O primeiro veredito sobre o grau em que os países estão a concretizar as suas ambições climáticas deverá ser emitido em 2023. Conhecer a quantidade de CO2 proveniente da atividade humana e qual o seu destino implica a implementação de políticas climáticas eficazes. "É uma tarefa gigantesca que se está a tornar cada vez mais difícil", afirmou a Dra. Greet Janssens-Maenhout, presidente da Task Force para a Vigilância das Emissões de CO2 da Comissão Europeia. "É necessário que 195 países comuniquem as suas emissões utilizando as mesmas metodologias. Hoje em dia, os recursos disponíveis diferem de país para país".

Atualmente, os países estimam as suas emissões inventariando as respetivas queimas de combustíveis fósseis. Contudo, nem todos possuem as mesmas capacidades. "Apenas os países desenvolvidos conseguem disponibilizar registos precisos, transparentes, exaustivos, coerentes e comparáveis dos seus gases de efeito de estufa. Todavia, segundo o quadro de reforço da transparência do Acordo de Paris, os países em vias de desenvolvimento terão de o fazer também, a cada dois anos", afirmou Lucia Perugini, gestora de projeto do Centro Euro-Mediterrânico para as Alterações Climáticas. "Muitos países em vias de desenvolvimento carecem de dados para o cálculo dos gases de efeito de estufa – quais as atividades humanas em causa, quando e em que medida ocorrem, e qual o respetivo nível de emissões", conclui Perugini.

Desenvolvimento de métodos científicos complementares para reforçar a precisão do controlo do carbono

O Serviço de Controlo do CO2, com lançamento previsto para 2026, deverá desempenhar um papel significativo a este nível, enquanto os Serviços de Monitorização Atmosférica e das Alterações Climáticas do Copernicus da UE e alguns outros parceiros europeus, tais como o ECMWF, a ESA o EUMETSAT, desenvolvem formas de reforçar a precisão da monitorização do carbono, tanto ao nível do solo como em altitude. "O serviço terá a capacidade de disponibilizar estimativas mais oportunas e com resoluções espacial e temporal superiores às atualmente disponíveis, as quais assentam em métodos de inventariação", afirmou o Dr. Richard Engelen, diretor-adjunto do Serviço de Monitorização Atmosférica do Centro Europeu de Previsão Meteorológica a Médio Prazo (ECMWF). As resoluções espacial e temporal indicam, respetivamente, o grau de detalhe de uma imagem e a frequência com que a mesma é registada.

Uma variedade de satélites, lançados por agências espaciais e organizações europeias, americanas, japonesas e outras entidades, mede atualmente as concentrações de CO2 e a sua absorção pelas plantas e pelo fitoplâncton. "Contudo, nenhum dos sistemas atuais consegue distinguir entre fontes de CO2 humanas e naturais", afirma Guido Levrini, Gestor do Programa para o Segmento Espacial do Copernicus na Agência Espacial Europeia. Com o novo serviço, prevê-se o lançamento de três novos satélites, conhecidos por "Sentinels", que se juntarão à frota de observação a orbitar em torno da Terra em 2025 para ajudar a clarificar as fontes e os fluxos de carbono. "Identificar a quantidade de carbono emitida pelas atividades humanas é o principal objetivo do Copernicus CO2M Sentinel", acrescentou Levrini.

Os três “Sentinels” idênticos medirão em conjunto a concentração de CO2 a cada três dias em todos os locais do planeta, varrendo a terra em faixas com cerca de 200 km de largura e produzindo imagens com uma resolução de 2x2 km. "A combinação da alta resolução com esta largura das faixas é espetacular e única para um satélite de observação terrestre civil", afirmou a Dra. Janssens-Maenhout, que explicou que existem atualmente outros satélites com um elevado desempenho, mas em apenas um desses parâmetros. "É um enorme desafio colocar satélites em funcionamento tão rapidamente; os prazos são muito curtos, dada a precisão que pretendemos e a elevada sensibilidade da informação".

Se medir as concentrações de CO2 a partir do espaço constitui um desafio, estimar a quantidade de carbono proveniente de atividades humanas é extremamente difícil, explica Levrini. Uma vez na atmosfera, o gás mistura-se rapidamente, o que dificulta a separação entre atividades humanas e as trocas naturais de CO2 na atmosfera e na superfície terrestre. Os três satélites complementar-se-ão uns aos outros na identificação do altamente esquivo CO2. "A Missão de Monitorização do CO2 proporcionará uma cobertura terrestre sem precedentes. Isto nunca foi feito antes", afirmou o Dr. Engelen.

O sucesso depende da cooperação internacional, tanto no espaço como em terra

Em todo o mundo, uma ampla série de projetos como o NOAA ESRL, o ICOS e o GAW da OMM regista as concentrações de carbono ao nível da superfície terrestre. Essas medições de CO2 ao nível do solo são essenciais para o futuro serviço de monitorização. As designadas "medições in-situ" disponibilizam dados de concentrações de gases de efeito de estufa provenientes de fontes que incluem estações terrestres, torres de observação e aeronaves que recolhem amostras de ar, e também teledeteção. Uma vez que o CO2 apresenta variações mais pronunciadas na baixa atmosfera, as medições ao nível do solo podem identificá-las melhor do que os satélites. No entanto, estas têm de abranger uma vasta superfície com muita frequência, tal como demonstra um relatório recente da Comissão Europeia.

A monitorização in-situ pode também ajudar a validar os dados dos satélites, além de preencher lacunas quando o mau tempo impede as observações a partir de cima e ajudar os especialistas a criarem modelos da forma como o CO2 pode evoluir. "Os satélites seguirão plumas de CO2", explica a Dra. Janssens-Maenhout, "mas é necessário descontar os fluxos naturais para que possamos identificar com precisão o CO2 antropogénico. A informação in-situ ajudará a confirmar quais os fluxos que são naturais. Na Europa, dispomos de uma boa estimativa para as emissões naturais de carbono. No entanto, nos trópicos, as nuvens e a falta de infraestruturas de medição dificultam o processo".

O futuro serviço de monitorização pretende também melhorar a modelização das trocas de CO2 entre a superfície terrestre e a atmosfera, bem como do transporte do CO2 atmosférico pelos ventos. "Os cientistas têm de obter uma imagem melhor dos fluxos naturais de carbono entre a terra/oceano e a atmosfera", explica Engelen. "O ECMWF está a colaborar com muitos institutos parceiros espalhados pela Europa para vencer estes desafios".

Para ter uma ideia precisa das emissões de CO2, será necessário identificar o impacto humano no ciclo natural do carbono

Ilustração das principais fontes e sumidouros de CO2 na Europa. Fonte: projeto VERIFY

Embora os países sejam obrigados a comunicar apenas os seus orçamentos de carbono globais, o conhecimento das origens da maior parte das suas emissões de CO2 pode também contribuir para que os respetivos governos implementem políticas climáticas mais eficientes.

As elevadas resoluções espacial e temporal do serviço de monitorização em todo o globo ajudarão também a identificar plumas individualizadas de centrais elétricas, indústrias e centros urbanos. Um desafio ainda maior é seguir as emissões de gases de efeito de estufa provenientes do uso dos solos, das alterações desse uso e da silvicultura, que os países poderão então optar por reduzir. "Este é o setor mais complexo da inventariação dos gases de efeito de estufa", afirmou Perugini. "Atualmente, há uma elevada incerteza quanto às emissões libertadas e absorvidas neste setor".

Em muitos países em vias de desenvolvimento, as emissões provenientes da alteração do uso dos solos constituem uma parte significativa dos orçamentos de carbono nacionais, contribuindo em cerca de 10% para as emissões globais de CO2, explica Perugini. Florestas extensas e inacessíveis, a ausência de inventários florestais e de infraestruturas nacionais para as medições in-situ tornam a tarefa de monitorização do CO2 demasiado difícil. No entanto, as imagens de satélite poderão ajudar a seguir as áreas desflorestadas se existirem também medições ao nível do solo.

"É um desafio, mas combinando as observações de diversas fontes de dados, satélites e ao nível do solo, esperamos poder oferecer estimativas razoáveis", afirmou Engelen.

Para preparar o novo serviço, o projeto Emissões Humanas de Dióxido de Carbono (CHE), financiado pela UE, está a reunir os primeiros elementos construtivos para identificar as emissões antropogénicas a diferentes escalas. Este projeto tira partido da infraestrutura existente do Serviço de Monitorização das Alterações Climáticas do Copernicus e do Serviço de Monitorização Atmosférica do Copernicus, e recorre às competências da comunidade científica europeia. O projeto VERIFY, financiado pela UE e destinado a desenvolver um sistema europeu de estimação dos gases de efeito de estufa para ajudar os países a comunicarem as emissões ao UNFCCC, dará também um contributo.

Uma vez implementado, o serviço ficará amplamente disponível. "Tal incluirá o UNFCCC, cada país e a Comissão Europeia, mas também o setor industrial e os centros urbanos", afirma Engelen. "Para o efeito, utilizaremos os próximos anos para debater com estas comunidades as necessidades dos utilizadores, para que possamos criar um serviço adequado aos objetivos".