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Como a ciência associa desastres ambientais à crise do clima

Mais pesquisas têm relacionado eventos como os incêndios na Austrália ao aquecimento global. Ao ‘Nexo’ os cientistas Paulo Artaxo e José Marengo explicam como essa conexão é feita

A Austrália enfrenta desde 2019, e com mais intensidade desde a virada do ano, uma onda inédita de incêndios que varre cidades, tira famílias de suas casas, mata pessoas e animais, compromete a economia e ameaça a sobrevivência dos ecossistemas, de norte a sul do continente.

Até então natural no contexto australiano, a temporada de incêndios florestais começou mais cedo em 2019 e foi mais intensa que o comum, provocada por ventos fortes combinados com altas temperaturas e uma seca de longa data. As condições ambientais favoreceram o espraiamento do fogo, que atingiu quase todos os estados do país.

“Nunca vi na vida algo assim. Era uma nuvem imensa e terrível de fumaça branca elevando-se do chão. [...] Era como se o país estivesse sendo devorado por uma reação química”

Anna Funder

escritora australiana, sobre o cenário após a escalada de incêndios, em entrevista de dezembro de 2019 para o jornal The New York Times

A Austrália teve seu ano mais quente em 2019 desde o início dos registros das temperaturas no país, no começo do século 20. A temperatura ficou 1,5ºC maior que a média de décadas anteriores, segundo o Escritório de Meteorologia do governo federal. Os anos com registro de temperatura mais quente depois de 2019 foram, nessa ordem, 2013, 2005, 2018 e 2017.

Após os primeiros sinais de devastação, cientistas chamaram atenção para os impactos da crise do clima sobre os incêndios na Austrália. A relação com o aquecimento global também é feita pela população, que tem cobrado ações do premiê, o conservador Scott Morrison. Apoiador da indústria do carvão, ele já foi acusado de negacionismo climático.

A crise climática foi apontada como a principal fiadora de outros eventos extremos recentes. Entre eles estão a inundação em Veneza e o ciclone Idai em Moçambique em 2019, os incêndios na Califórnia em 2018, as ondas de calor que atingiram a Argentina em 2013 e o prolongamento da estação seca na floresta amazônica registrado ao longo da última década.

A revista Boletim da Sociedade Meteorológica Americana, conhecida pelos estudos que publica sobre eventos climáticos extremos, mostrou que 73% das pesquisas que divulgou entre 2011 e 2018 comprovaram que a mudança climática estava entre as causas dos fenômenos analisados pelos pesquisadores. A taxa tende a aumentar na medida em que a pesquisa sobre a ciência do clima se aprimora, segundo a publicação.

Ao Nexo os cientistas Paulo Artaxo, professor do Instituto de Física da USP (Universidade de São Paulo), e José Marengo, coordenador-geral de pesquisa do Cemaden (Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais), explicam como funciona a pesquisa que relaciona os desastres ambientais à mudança do clima. Ambos são reconhecidos internacionalmente pelo trabalho que fazem sobre o tema.

O que a ciência diz sobre extremos climáticos

A expressão mudança climática define o conjunto de alterações (como o aumento global das temperaturas, a variação de regimes de chuvas, as mudanças nas massas de ar, entre outras) que têm sido observadas no clima desde meados do século 20 e são atribuídas a atividades humanas que lançam na atmosfera os chamados gases do efeito estufa.

Atividades como a agropecuária, o desmatamento e a queima de combustíveis fósseis, impulsionadas na era industrial, emitem grande quantidade de gás carbônico e outros poluentes. A retenção desses gases afeta a atmosfera e fenômenos naturais como o efeito estufa, que torna o planeta mais quente. Isso resultou no aquecimento global.

“Estamos observando, de maneira muito clara, um aumento na frequência de eventos climáticos extremos — grandes inundações, grandes secas, ondas de calor muito fortes, que estão ocorrendo no mundo todo. Isso é causado, sim, pelo aumento da quantidade de energia na atmosfera, que é causada pelo aumento da concentração de gases do efeito estufa. Isso a ciência sabe de maneira clara”

Paulo Artaxo

professor do Instituto de Física da USP, em entrevista ao Nexo

As principais projeções de cientistas sobre o presente e o futuro próximo mostram que, por causa das perturbações que esses poluentes causam na atmosfera e na dinâmica de todo o clima, a tendência é que ao longo deste século os chamados eventos extremos climáticos (que são mais intensos e atípicos) aumentem em frequência, intensidade e duração.

Assim, uma região como a Austrália, onde os incêndios já são parte natural dos ecossistemas, deve ver mais casos em que o fogo extrapolará a intensidade usual, uma cidade como Veneza deve ver que a maré ficará mais alta, as chuvas deverão ser mais fortes no Rio de Janeiro e a estação seca durará mais na região da Amazônia, como é possível ver hoje. É provável que, com o tempo, isso se torne o “novo normal”.

Se não tiverem resiliência para suportar os eventos inéditos, os países estarão sujeitos a ver as mudanças no padrão do clima se transformarem rapidamente em desastres. Após pouco mais de três meses desde o início dos incêndios, em setembro de 2019, o caso australiano mostra que há 28 pessoas e cerca de um bilhão de animais mortos. O impacto também recai sobre a agricultura e a economia local.

57,3

milhões de pessoas foram afetadas por fenômenos climáticos extremos em 2018, segundo a base internacional Emergency Events Database

Qual a ciência por trás das conclusões

Antes de chegar a qualquer conclusão sobre a dinâmica do clima, os cientistas envolvidos com o tema passam por um trabalho complexo, que envolve conhecimento das ciências naturais, habilidades matemáticas e recuperação de dados históricos sobre a natureza, como as chuvas, a vegetação e as atividades que interferem na terra.

Imagine uma equação que, para calcular o tempo de viagem de um ônibus de São Paulo ao Rio de Janeiro, deve ter de antemão a velocidade do veículo e a distância entre as duas cidades. Num cenário em que o ônibus anda a 90 km/h e São Paulo e Rio estão a pouco mais de 435 km uma da outra, o ônibus termina a viagem em 4,8 horas.

Agora imagine uma equação matemática que, no lugar do tempo, da velocidade e da distância, usa elementos como a temperatura, os ventos, a umidade e a chuvas para chegar a um resultado muito diferente: o clima. Imagine também que se trata de uma equação muito mais complexa, que usa dados variados, de diversas origens e tempos, e que só pode ser solucionada com ajuda de um grande computador.

Assim funciona um modelo climático, tipo de ferramenta que usa métodos quantitativos para simular as interações da atmosfera, na intenção de simplesmente entender as dinâmicas do clima ou projetar cenários climáticos do futuro. A emergência do aquecimento global popularizou o modelo entre cientistas, que agora adicionam à fórmula do clima o fator humano, ou seja, as emissões de gases-estufa.

“Pense na natureza, por exemplo. O que você vê? Vento, chuva, vegetação que evapora, lagos, oceanos que evaporam, continentes que podem aceitar o fluxo de vento. Imagine que então que você deve representar todos esses processos. Aí você poderia dizer: então vamos ver [o modelo climático] em condições extremas, incluindo na conta o desmatamento fora de controle, os gases do efeito estufa”

José Marengo

coordenador-geral de pesquisa do Cemaden (Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais), em entrevista ao Nexo

Mais de uma década antes dos incêndios em 2019, o IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas), grupo de cientistas de mais de 100 países vinculado à ONU, divulgou que a Austrália, por exemplo, poderia passar por secas e incêndios mais intensos ao longo do século 21. A informação saiu no quarto relatório do painel, de 2007, que reuniu dados de dezenas de modelos climáticos da época.

Além de dar suporte para projeções do clima futuro, os modelos podem ser usados para calcular a influência do aquecimento global em eventos do passado. Analisando um incêndio na Austrália em 2018, por exemplo, cientistas calcularam, a partir de dados de temperaturas e umidade registrados na época, qual o grau da influência dos fatores antropogênicos sobre o aumento do calor, da seca e do fogo.

Ao mesmo tempo em que têm visto crescer a quantidade de desastres ambientais relacionados à mudança do clima, os estudos podem chegar à conclusão de que parte dos eventos extremos, na verdade, teve outras causas. Assim aconteceu quando pesquisadores brasileiros analisaram a crise hídrica de São Paulo em 2014 e uma seca intensa e prolongada no Nordeste de 2012 a 2016, que teve causas naturais.

Como a relação foi feita

Os incêndios na Califórnia

A partir da previsão do tempo e de dados de temperatura e umidade por 40 anos no estado da Califórnia, nos Estados Unidos, pesquisadores concluíram que a onda de incêndios na região em 2018, a mais devastadora registrada até hoje, foi impulsionada pelo aumento causado pelo ser humano das temperaturas em combinação com secas, que estão mais frequentes na primavera e no verão. O calor tem aumentado substancialmente nas últimas décadas e deve continuar a crescer na região no século 21, diz o estudo. A temporada quente também está mais longa — há mais dias e noites com altas temperaturas que antes. Outro fator que ajudou a impulsionar os incêndios foi o cultivo de biocombustíveis (como o etanol) nas zonas rurais da Califórnia. O crescimento populacional em áreas propensas a incêndios também foi citado. O texto está no Boletim da Sociedade Meteorológica Americana.

A onda de calor na Argentina

A onda de calor que matou pessoas e pôs em colapso o sistema de energia em algumas regiões da Argentina em dezembro de 2013 foi impulsionada pelo aquecimento global antropogênico, segundo artigo publicado no Boletim da Sociedade Meteorológica Americana. A análise foi feita a partir da comparação de um índice chamado de P1 (a probabilidade de ocorrência de uma onda de calor dentro das condições climáticas de 2013) e outro chamado de P0 (a probabilidade de uma onda de calor em um mundo sem a mudança do clima). A conclusão foi de que 80% do risco de uma onda de calor como a de dezembro daquele ano pôde ser atribuída a fatores antropogênicos. Além disso, uma onda como aquela tinha cinco vezes mais chances de acontecer no mundo com a mudança climática. Ainda assim, o aquecimento global não foi a única causa para o evento. Uma análise da dinâmica atmosférica em 2013 mostrou que a onda de calor se deveu também à Zona de Convergência do Atlântico Sul (fenômeno que também afeta o Brasil), que trouxe chuvas e deixou o céu mais limpo, favorecendo a exposição à radiação solar e, em seguida, o aumento das temperaturas.

Os incêndios de 2018 na Austrália

Antes dos incêndios de agora, a Austrália passou por uma forte temporada de fogo em 2018 no estado de Queensland. Um estudo publicado no Boletim da Sociedade Meteorológica Americana analisou, individualmente, fatores como a temperatura, a precipitação, a umidade relativa e a velocidade do vento em Queensland naquela época para medir a sua intensidade em dois cenários — um que considera e outro que não considera as emissões de gases do efeito estufa. Após a análise, os dados foram comparados aos resultados sobre Queensland divulgados pelo chamado FFDI (McArthur Forest Fire Danger Index), índice que mede o grau de periculosidade dos incêndios na Austrália considerando as diferentes variantes do clima. A conclusão foi de que, ao lado de causas externas naturais, o aumento das temperaturas naquele ano foi um dos fatores para a escalada de incêndios, evidência que sugere a influência da mudança do clima sobre o desastre.

O que a ciência previa sobre o fogo na Austrália

A partir de informações de dezenas de estudos e projeções para o clima, o 4º Relatório de Avaliação do IPCC, divulgado em 2007, afirmou, nestas palavras, que era provável que os incêndios na Austrália devessem ficar mais perigosos no século 21, algo que estava associado ao aumento da intensidade do fogo, ao avanço de sua velocidade de propagação e à redução dos intervalos entre as épocas de queima.

A publicação apresentou números sobre o sudeste da Austrália, região onde estão os estados de Victoria e Nova Gales do Sul, que têm sido os mais atingidos durante a temporada de incêndios de 2020. A escalada do fogo, segundo o texto, viria acompanhada de outros padrões de mudança do clima vistos hoje no continente, sobretudo o aumento das temperaturas e a prolongação dos períodos de seca.

4% a 25%

era a estimativa do aumento de incêndios no sudeste da Austrália até 2020, segundo o quarto relatório do IPCC, de 2007

15-70%

era a estimativa do aumento de incêndios no sudeste da Austrália até 2050, segundo o quarto relatório do IPCC, de 2007

A publicação disse ainda que a redução das chuvas no país durante o século 21 resultaria em desafios de segurança alimentar e hídrica. Apesar de a Austrália ter capacidade de se adaptar a cenários extremos, por causa do desenvolvimento econômico e científico, os ecossistemas naturais poderiam sofrer mais, com perda de biodiversidade prevista ainda para a década de 2020, segundo o texto.

Àquela altura, a mudança do clima já estava em curso na Austrália, segundo o relatório. De 1910 a 2004, a média das temperaturas máximas havia subido 0,6ºC e a média das temperaturas mínimas, 1,2ºC. Além disso, os dias e noites quentes estavam aumentando desde o século 20, enquanto dias e noites frias estavam diminuindo. O norte da Austrália estava mais chuvoso, e o sul e leste, mais secos.

A Austrália havia passado por uma série de eventos extremos desde meados do século 20, como secas (1982-1983, 1991-1995, 2002-2003) que custaram bilhões, ondas de calor (em 2004) e incêndios como o de 2003 em Canberra, onde 500 casas foram destruídas, quatro pessoas morreram e a região passou meses contaminada com a fumaça.

As previsões do IPCC em 2007 foram baseadas em diferentes cenários de emissões de gases do efeito estufa. Apesar de sempre terem um grau de incerteza, os dados servem como indicadores que ajudam a compreender a situação na Austrália agora.

Um campo de incertezas

Assim como tudo na ciência, os modelos climáticos que acabam comprovando a influência humana sobre os desastres ambientais têm sempre algum grau de incerteza — uma espécie de desvio-padrão que sempre aparece no cálculo de uma média —, dizem cientistas.

As incertezas, no caso das projeções, estão relacionadas com fatores como as trajetórias das emissões de gases do efeito estufa, o desenvolvimento de tecnologia, o consumo de energia da população mundial e outros fatores socioeconômicos. Além disso, há a limitação dos modelos climáticos, que são mais simples em relação à natureza.

“As incertezas estão melhorando e sendo quantificadas, mas desaparecer com elas é quase impossível. [...] Isso porque os modelos representam a natureza, mas não a representam perfeitamente. Há coisas que não conhecemos, portanto não conseguimos representá-las”

José Marengo

coordenador-geral de pesquisa do Cemaden (Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais), em entrevista ao Nexo

Apesar das incertezas na pesquisa, José Marengo e Paulo Artaxo ressaltam que a mudança do clima se trata de um fato, não uma suposição. “Estatisticamente, podemos dizer, com muita qualificação, que ela está aumentando a frequência e a intensidade de eventos extremos”, disse Artaxo ao Nexo. “Estamos experimentando a mudança climática, e algo tem que ser feito”, complementou Marengo.

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