"Saldo de Carbono" negativo: Com 400 ppm de CO2 já adentramos a zona de perigo.


O debate em torno de um acordo climático geralmente considera que 2°C e 450 partes por milhão (ppm) são os "limites seguros" de temperatura e de concentração de CO2, respectivamente. "John" Schellnhuber, o cientista que assessorou o Papa Francisco na elaboração da Encíclica "Laudato Sí", costuma dizer que a diferença entre um aquecimento de 2°C e 4°C é a civilização humana. Na opinião dele e da ampla maioria da comunidade científica que lida com impactos das mudanças climáticas, um aquecimento de 4°C provocaria alterações tão radicais no sistema climático terrestre, nos ecossistemas, no ciclo hidrológico, na frequência e intensidade de eventos extremos e outros fatores, que seria simplesmente inviável qualquer estratégia de adaptação para tal cenário.

O acordo que resultou da COP-15, em Copenhague reconhece "a visão científica de que o aumento da temperatura global deve ser mantido abaixo de 2 graus Celsius", mas aponta que "uma avaliação da implementação deste acordo deve se completar em 2015", "incluindo reconsiderar um objetivo de longo prazo mais forte". Esta meta de 2°C passou a ser colocada em associação com uma estabilização das concentrações de CO2 em 450 especialmente a partir dos chamados "Panoramas Mundiais de Energia", produzidos pela Agência Internacional de Energia (IEA, da sigla em inglês), que afirma que o cenário de elevação máxima de temperatura em dois graus é consistente com o cenário de 450 ppm de concentração de CO2 até 2035.

Mesmo considerando 2°C de aquecimento global e 450 ppm de CO2 como limites seguros, 90% das reservas fósseis teriam de permanecer intocadas.

Cada 2,12 bilhões de toneladas (gigatoneladas) de carbono (2,12 GtC) geram uma quantidade de CO2 que, se integralmente acrescentada à atmosfera, faria aumentar a concentração desse gás em 1 ppm. Como cerca de 57% do CO2 lançado ao ar se dissolve nos oceanos ou é sequestrado, nos continentes, pelas florestas, solo, etc., podemos então usar uma regra simples: a cada 2,12 GtC queimados, aumentamos em 0,43 ppm a concentração de CO2. Ora, se estamos com quase 400 ppm de CO2 na atmosfera, restariam ainda 50 ppm para se alcançar a zona de risco, o que, com uma regra de três simples nos daria ainda a chance de queimarmos 116,3 bilhões de toneladas de carbono fóssil.

Acontece que, considerando somente aquelas já comprovadas, as reservas de combustível fóssil são muito maiores: 891 bilhões de toneladas de carvão, 186 trilhões de metros cúbicos de gás natural e 1,69 trilhões de barris de petróleo. Isso dá aproximadamente a quantidade fantástica de 1190 GtC. Com base nisso que, se 450 ppm fosse de fato um limite seguro, poderíamos queimar míseros 10% das reservas fósseis (mas não mais do que isso) sem detonar o sistema climático terrestre. As contas feitas há menos de uma década, e mostrada há poucos anos em nosso blog, de que poderíamos queimar 1/5 (ou 20%) das reservas fósseis, já "foi para o saco", por dois motivos: primeiro, a cada ano, queimamos quase 10 bilhões de toneladas de carbono; segundo, a cada ano, as companhias mineradoras e petroquímicas, com o apoio e financiamento dos governos nacionais, têm encontrado mais e mais reservas de combustíveis fósseis.

A conclusão que se tiraria é que, SE considerarmos 2°C e 450 ppm como limites aceitáveis, já haveria uma quantidade enorme de carbono "inqueimável": as areias betuminosas de Alberta, no Canadá, o petróleo do Ártico (a ser explorado pela Shell, com a permissão concedida por Obama), o gás de folhelho (extraído pela técnica desgraçada da fratura hidráulica ou fracking),  o carvão no topo das montanhas da China, o petróleo do pré-sal brasileiro.

O problema é o "se". É um "se" gigantesco. E há muitas evidências de que ele sustenta uma premissa falsa.

As estimativas de sensibilidade climática não endossam 450 ppm como uma concentração de CO2 que impeça um aquecimento de mais de 2°C

Quão sensível é o clima da Terra? Ou em outras palavras, ao ser perturbado por algum fator externo, a resposta do sistema climático tende a ser grande ou pequena?

Diversos mecanismos no sistema climático terrestre podem amplificar ou amortecer o efeito inicial associado à qualquer perturbação (geralmente expressa através de uma forçante radiativa): os chamados “feedbacks" ou retroalimentações.

Gelo marinho e oceano aberto. É fácil perceber o contraste
entre as duas superfícies.
E todas as evidências mostram que o sistema climático terrestre é dominado por "feedbacks positivos”. O primeiro, bastante fácil de entender, é o chamado "feedback do gelo-albedo": superfícies claras, como a neve e o gelo possuem albedo elevado, enquanto superfícies escuras, como florestas e oceanos possuem baixo albedo. A diferença entre o gelo e o oceano é particularmente grande, pois o gelo reflete tipicamente 60% da luz que incide sobre ele (absorve, portanto, apenas 40%), enquanto o oceano reflete somente da ordem de 6% da radiação, retendo, portanto os outros 94%. Num planeta mais quente, a tendência é a de redução, por derretimento, das geleiras e calotas polares (algo que já se observa principalmente no que diz respeito ao gelo sobre o Oceano Ártico). Esse processo expõe superfícies mais escuras (rocha, solo nu e, principalmente, oceano). O albedo do planeta diminui e aumenta a absorção de luz solar, tendo como consequência mais aquecimento. Em suma: quanto menos gelo, mais radiação solar será absorvida pelo planeta. Quanto mais radiação for absorvida, mais quente o planeta fica e mais gelo será derretido. Este feedback amplifica a resposta do sistema climático em quase 15%

O mecanismo de retroalimentação cujo efeito é estimado como o mais importante é o chamado “feedback do vapor d’água”. Quanto maior a temperatura, mais vapor d'água pode permanecer na atmosfera sem haver condensação, isto é, passagem para o estado líquido. Isso implica que, com o aquecimento global, a atmosfera terrestre tende a conter mais vapor, o que é um fato já constatado (estimativa de um aumento da ordem de 4% desde a década de 1970 até hoje, segundo o IPCC, em seu 4º relatório). Acontece que o vapor d'água é um poderoso gás de efeito estufa. Isso implica que mais vapor d'água na atmosfera terrestre tende a produzir mais aquecimento. Daí, fica claro o mecanismo do chamado "feedback do vapor d'água": temperaturas maiores levam a mais vapor na atmosfera; mais vapor leva a maiores temperaturas. Este feedback amplifica a resposta do sistema climático em impressionantes 80%.

A estes dois mecanismos, somam-se outros menores, alguns positivos outros negativos, que juntos ampliam ainda mais a resposta do clima terrestre a perturbações. Juntando todos os feedbacks, estima-se que a cada grau Celsius de aquecimento causado diretamente por mudanças na forçante radiativa (por exemplo, devido ao aumento da concentração de CO2), a resposta do sistema climática é mais do que triplicada.

Com efeito, os indícios são de que a sensibilidade climática do sistema terrestre é relativamente alta. Em outras palavras, perturbações, mesmo que não sejam tão grandes, podem trazer grandes mudanças (a alternância de eras do gelo e interglaciais nas últimas centenas de milhares de anos são uma evidência disso).

Uma primeira estimativa do aquecimento
associado a uma mudança na concentra-
ção de CO2 pode ser facilmente calcula-
do por esta equação.
Historicamente, a "sensibilidade climática de equilíbrio" (∆Ts) é definida como a mudança de temperatura associada a uma duplicação da concentração de CO2 na atmosfera. Sabendo o que acontece se duplicarmos o CO2, usando uma relação logarítmica, é possível, daí, saber o que se espera acontecer - não de imediato, mas após o sistema climático atingir novo equilíbrio - quando se muda a concentração de CO2 para qualquer valor. Na equação ao lado, ∆T é a mudança na temperatura associada a uma mudança na concentração de CO2 do valor Co (valor de referência, por exemplo, concentração de CO2 pré-industrial) para o valor C.

Fica claro que conhecer a sensibilidade climática é muito importante. Infelizmente ainda há incertezas significativas em torno das estimativas da sensibilidade climática de equilíbrio, pois nenhuma das fontes (observações, estudos paleoclimatológicos e modelagem) nos dá - por diferentes motivos - um valor fechado.

Estimativas diversas da sensibilidade climática de
equilíbrio. Fonte: IPCC, 2013.
A figura ao lado, do 5º Relatório do IPCC mostra o que acontece quando colocamos essas fontes juntas. A conclusão a que o relatório chega é que a sensibilidade climática de equilíbrio está "provavelmente no intervalo de 1.5°C to 4.5°C com alta confiança", que é "extremamente improvável que ela seja inferior a 1°C e muito improvável que seja maior que 6°C (média confiança)". Mas na linguagem do IPCC, os termos "provável", "extremamente improvável" e "muito improvável" têm significados bem definidos. Estão  associados a probabilidades de, respectivamente, >66%, <5% e <10%.

Apesar de o IPCC não ter explicitamente apontado um "valor mais provável" para a sensibilidade climática,  evidentemente há algo em torno de 50% de esta ser maior ou menor do que 3°C, o valor médio no intervalo considerado provável. Usando ∆Ts = 3°C e Co = 280 ppm (valor pré-industrial), se quisermos ter 50% de chance de evitar um aquecimento ∆T = 2°C, a equaçãozinha aí de cima nos diz que a concentração de CO2 não deveria passar de 444,5 ppm, ou 450 ppm se lançarmos mão de um arredondamento generoso!

Mas será que alguém em sã consciência acha razoável um risco de 50%? Colocar o destino do sistema climático terrestre num cara-e-coroa? O problema dos 450 ppm (ou melhor, 444,5 ppm) começa aí: ele só nos dá cerca de 50% de chance de evitar a ultrapassagem, a longo prazo, de 2°C de aquecimento global. Precisaríamos ter uma margem de manobra, alguma folga.

450 ppm de CO2 é uma aposta
irresponsável. O clima não pode
ser decidido num cara-ou-coroa.
A primeira opção que parece razoável, seria tomar o limite superior do intervalo "provável" da sensibilidade climática, isto é, 4,5°C. Neste caso, com ∆Ts = 4,5°C, e repetindo os valores de Co e ∆T, a equação nos dá uma concentração de CO2 de... 381 ppm! O que isto significa? Que se tivéssemos mantido constante a concentração de CO2 alcançada em 2006, teríamos 83% de chance de garantirmos que o sistema climático não aquecesse mais de 2°C (se há 66% de chance de ∆Ts estar entre 1,5 e 4,5°C, há 34% de chance de estar fora desse intervalo, 17% para mais, 17% para menos). Em outras palavras, com os idos (há quase uma década) 381 ppm, teríamos a mesma chance de evitar um aquecimento de mais de 2°C que uma pessoa teria de escapar de uma roleta russa! Ou, se quiserem um exemplo menos dramático, de não obter 6 no lançamento de um dado.

Usando as definições de probabilidades do IPCC, eu só começaria a me sentir seguro se os riscos de algo dar errado (tipo... desmantelarmos irreversivelmente o planeta) fossem inferiores a 10%. E para termos algo dessa ordem, precisamos ir para um valor de sensibilidade climática de 6°C, valor a partir do qual o IPCC considera muito improvável. Neste caso, para termos 90% de chance de permanecermos abaixo de 2°C, nunca deveríamos ter ultrapassado a barreira dos 353 ppm de CO2.

Mas tudo indica que 2°C estão longe de representar um limite seguro. E aí?

Uma bala, seis espaços. Se a concentração de CO2 tivesse sido
estacionada em 381 ppm, teríamos a mesma chance de evitar
um aquecimento de mais de 2°C que alguém tem de escapar
vivo de uma roleta russa.
O valor de 350 ppm (ou 353 ppm) é muito próximo àquele sugerido por James Hansen e colaboradores como limite seguro e que inspirou a criação de uma importante organização não-governamental que trava o combate às mudanças climáticas, a 350.org. Mas 350 ppm foi um valor ultrapassado em 1988, justamente o ano em que o IPCC foi criado, o que nos deixa a entender que a própria criação do Painel já foi tardia!

Lembremo-nos porém: este valor nos dá 90% de chance de não ultrapassarmos 2°C de aquecimento global. Mas... e se 2°C não forem suficientes?

Este é um questionamento absolutamente válido. Na verdade, há muitos anos, nas negociações climáticas, através da AOSIS (sigla em inglês da Aliança de Pequenos Estados Insulares), as nações-ilha têm reivindicado que a meta de temperatura global seja a de evitar um aquecimento acima de 1,5°C. Como colocou sem meias palavras o Sr. Thoriq Ibrahim, Ministro do Ambiente e das Energias das Maldivas, um aquecimento acima de 1,5°C fará as ilhas submergirem. A palavra de ordem destes países é "1,5°C para permanecermos vivos".

Mais de cem milhões de pessoas seriam forçadas a se des-
locarem em Bangladesh, com uma elevação do mar que
deve ter ocorrido associada justamente a um aquecimento
global de... 2°C...
Com efeito, há diversas linhas de evidências de que 2°C é uma meta completamente irresponsável. Parece ser uma escolha meramente arbitrária, mais voltada para atender à lógica do que é "factível" considerando a inércia do modo de produção do que para ser uma solução coerente para a crise climática baseada na ciência!

Como mostrei recentemente em meu blog (a partir de um artigo publicado na Science), os registros paleoclimáticos sugerem que um clima dois graus mais quente que o pré-industrial traz consigo oceanos de 6 a 13 metros mais elevados. Mais do que confirmando a dramática afirmação do ministro Ibrahim sobre o destino dos países-ilha, 13 metros de elevação dos oceanos forçaria o deslocamento de centenas de milhões de pessoas e condenaria a maioria das megacidades do mundo. Com 13 metros, a maior parte de Bangladesh, um país com mais de 156 milhões de pessoas seria invadida pelas águas do Oceano Índico.

Também mostramos em texto recente, com base em artigo da Nature Climate Change, que períodos extremamente chuvosos de 5 a 15 dias serão quase duas vezes mais prováveis a 2°C do que no período pré-industrial e ondas de calor extremas, de 5 a 15 dias de duração, como a que assolou a Índia (e que já são cerca de 5 vezes mais prováveis hoje em dia do que naquele período), a 2°C deverão se tornar 20 vezes mais prováveis!

A desestabilização de geleiras e um derretimento mais acelerado do que o previsto já estão ocorrendo no momento, em que estamos beirando 1°C de aquecimento global, e já seria incerto qual o alcance desse processo com meio grau a mais. Feedbacks tão ou mais perigosos relacionados ao permafrost podem entrar em cena com um aquecimento da ordem de 1.5°C. Um aumento na mortandade de árvores devido a secas severas mais frequentes (como as de 2005 e 2010) e mudanças na capacidade da Amazônia em sequestrar carbono já estão sendo verificadas muito abaixo de 2°C de aquecimento médio global. A crise hídrica já é uma realidade em diversos cantos do mundo com menos de 1°C de aquecimento e ecossistemas marinhos já estão sofrendo impactos do aquecimento das águas e das alterações de pH, mediante o processo de acidificação causado pela dissolução de parte do CO2 atmosférico excedente nos oceanos.

E se optarmos por 1,5°C como um limite seguro (o que certamente seria uma escolha bem mais sábia do que os 2°C vendidos por aí), o que teríamos? Retornando à nossa equação e ao intervalo de estimativa da sensibilidade climática pelo IPCC, 396 ppm seria o limite para o qual teríamos 50% de chance de ficarmos abaixo de 1,5·C de aquecimento global. Queimamos essa barreira em 2013. Para termos 5 em 6 chances de termos êxito em limitarmos o aquecimento do planeta a esse valor, recaímos justamente nos 353 ppm mencionados antes. E para que nossas chances subissem para 9 em 10 (e com elas as chances de os mares não subirem e engolirem as nações insulares), o limite seria de 333 ppm, a concentração de CO2 na atmosfera de 4 décadas atrás.

Graças a um ano de 2015 excepcionalmente quente, 1°C é o aquecimento que temos hoje, considerado "metade do caminho para o inferno" por alguns, mas que já me parece perigosamente perto dos seus portões para o meu gosto. Afinal, já dá para ler, de onde estamos, a famosa inscrição "lasciate ogni speranza voi che entrate"... Secas, supertempestades como Katrina, Haiyan e agora o Soudelor, incêndios florestais (até mesmo no Alaska), ondas de calor, como na Índia, Paquistão, Irã e Iraque, e uma elevação dos mares a longo prazo desconhecida... se considerarmos que isso tudo é suportável e que há soluções de adaptação, poderíamos, enfim, dizer que 1°C é o limite de temperatura a não ser cruzado.
Uma concentração de CO2 realmente segura, que nos daria
90% de chance de não ultrapassarmos 1°C, seria 314 ppm,
logo abaixo do valor encontrado nas primeiras medidas rea-
lizadas no Observatório de Mauna Loa, em 1958.

E de novo nos encontramos com 353 ppm (ou 350, com o devido arredondamento) como "número mágico", mas desta vez nos dando apenas 50% de ficarmos abaixo desse limite de 1°C, muito mais alinhado com a ciência e muito mais razoável do ponto de vista dos impactos sobre a sociedade, mas cuja ultrapassagem poderá ser sacramentada já em 2015.

Uma escolha realmente segura, de limite de temperatura, e de probabilidades minimamente altas de preservá-lo, teria sido adotarmos 90% de chance de ficarmos abaixo de 1°C de aquecimento além do período pré-industrial. Mas isso nos dá 314 ppm, algo muito próximo das primeiras medidas diretas de concentração de CO2, feitas no laboratório de Mauna Loa, ao final da década de 1950.


Não há saldo de carbono nenhum para continuarmos a queima de combustíveis fósseis. Precisamos, urgentemente, interrompê-la e começar a remover carbono da atmosfera!

Entramos no "cheque especial" do clima. Cada grama de com-
bustível fóssil queimado apenas aumenta a dívida ambiental
que será inegociavelmente cobrada em cima das gerações
futuras.
396 ppm, 381 ppm, 353 ppm, 333 ppm ou 314 ppm... Toda e qualquer análise minimamente alinhada com o que se conhece hoje a respeito da sensibilidade do sistema climático terrestre e com uma análise de risco razoável e responsável nos joga para limites seguros abaixo dos 400 ppm atuais. É um fato: ultrapassamos o limite seguro do clima.

Com base nisso, o que se depreende é que não temos "saldo de carbono" nenhum, pelo contrário, estamos no "cheque especial do clima". Cada grão de carvão e cada gota de petróleo e cada pequena porção de gás natural queimados aumentam o rombo.

Ao invés de pensar em queimar as reservas fósseis existentes, seja no seu todo, como desejam os gananciosos CEOs das petroquímicas, sejam 10% delas, como imaginam alguns chefes de Estado autoiludidos e alguns ambientalistas mais ingênuos ainda presos ao paradigma de 2°C/450 ppm, o que precisamos é remover carbono da atmosfera (sendo reflorestamento a opção mais óbvia para isso, é claro). Mas como diz o ditado, para sair de um buraco, a primeira coisa que se deve fazer é parar de cavar. E neste caso, o sentido é literal: precisamos urgentemente parar de cavar e perfurar para obter combustíveis fósseis, abandonando-os imediatamente como fonte de energia. Petróleo, carvão... têm de ficar no chão.

Comentários

  1. Caro Professor Alexandre, sua análise é muito importante (infelizmente rara), pois avaliando as informações oficiais ou de algumas grandes ONGs pelas páginas da internet, verificamos (com exceção de seu blog e outros poucos espaços) que estamos em um ambiente escasso de um debate que deveria ser aprofundado e qualificado, já que a Rio + 20 foi um engodo e a COP de Copenhague outro faz de conta. Ontem, vi discursos de companheiros falando que o Pré-Sal foi a descoberta mais importante da última década, porém acredito que além dos negacionistas da direita, temos na esquerda infelizmente um contingente que negligencia a questão dos gases de efeito estufa e que os combustíveis fósseis atrelados também à lógica desenvolvimentista do crescimento ilimitado nos levarão inevitavelmente ao abismo (se já não estamos na beira dele). Vejo também análises reducionistas, reféns das leis de mercado, que desconsideram a insustentabilidade socioambiental do paradigma vigente, da economia capitalista, hegemônica e inerentemente insustentável. Vamos lutar também para superar a visão míope de que somente mudando a tecnologia (de combustíveis fósseis para energias alternativas) vamos resolver um tema mais profundo que somente atrasaria o colapso sistêmico resultado do modo do modelo de esgotamento e do esgotamento do modelo. Parabéns por sua lucidez e coragem! Abraços. Paulo Brack

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