Efeito Estufa

O QUE É O EFEITO ESTUFA

Nesta aula vamos entender o que é o EFEITO ESTUFA, sua importância para a vida no Planeta Terra e a diferença entre efeito estufa e a ideia de AQUECIMENTO GLOBAL.

Vamos dividir esse tema em duas aulas.

Assista ao vídeo abaixo:

Termodinâmica e temperatura do planeta

Nosso planeta possui apenas duas fontes de calor: o Sol (como já estudamos) e o centro da Terra, mas como podemos ver, a quantidade calor fornecido pelo centro da Terra é praticamente desprezível em realção à quantidade de energia térmica que nos chega através da radiação solar:

Vamos analisar estes valores:

A energia que o Sol envia para Terra é de 1367 W/m^2, isso significa que recebemos do Sol 1367 Joules de energia por segundo, por metro quadrado.

Enquanto a energia gerada no interior da Terra é de apenas 0,1 W/m^2 (Ou seja, um décimo de Joule por segundo por metro quadrado).

Desta forma podemos considerar que praticamente toda a energia que temos aqui na Terra provém do Sol.

A ENERGIA SOLAR CHEGA À TERRA POR RADIAÇÃO

Sabemos que a energia solar chega até a Terra por meio da irradiação térmica (se você não assistiu essa aula, clique aqui).

Sabemos que a quantidade de energia absorvida pela Terra é dada pela expressão:

E (absorvida) = S (1 - a)/4

Através da Lei de Stefan-Boltzman, somos capazes de calcular a temperatura da Terra sendo atingida pela radiação solar:

Isso significa que, utilizando estas dados, concluímos que a temperatura do Planeta Terra seria de 255 k o que equivale a -18°C.

18 graus Celsius abaixo de zero!!!!

MUITO FRIO!!!!

LEMBRANDO QUE ISSO É UMA TEMPERATURA MÉDIA!!!!

É CLARO QUE HAVERIA VARIAÇÕES DESSA TEMPERATURA DE ACORDO COM A LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA, ETC....

Nesta temperatura não teríamos a vida na Terra como a conhecemos.

Porém sabemos que isso não é o que ocorre.

Este cálculo, apesar de estar correto, considera que toda a energia que chega aqui na terra é irradiada novamente para o espaço.

Este cálculo não leva em conta o fato de que uma parte dessa radiação térmica que a Terra devolve para o espaço FICA RETIDA NA ATMOSFERA.

Isso é uma coisa muito boa, pois se este calor não ficasse retido na nossa atmosfera, a temperatura aqui na Terra seria de -18°C, e provavelmente nós não existiríamos!

O EFEITO ESTUFA

O primeiro a propor essa hipótese foi o físico Joseph Fourier em 1824.

Como já vimos, o Sol envia para Terra radiação térmica na frequencia da LUZ VISÍVEL.

A Terra absorve parte dessa energia, esquenta, e emite radiação térmica na frequência do INFRAVERMELHO.

Na nossa atmosfera existem gases que são transparentes para a luz visível, mas que absorvem a radiação infravermelha, mantendo o calor retido.

Fourier descobriu que uma maior parte da energia que a Terra irradia é dissipada para o espaço, mas outra parte fica retida nos gases da atmosfera. Fourier então foi o primeiro a constatar o EFEITO ESTUFA, e caracteriza-lo como um potencial agente ligado a manutenção da temperatura média do planeta.

Na correção da equação acima, insere-se então o elemento “G” que representa o quanto o planta Terra irradia de calor, e o elemento 1-G que representa quanto desta irradiação é retida pelos gases da atmosfera – que, evidentemente, é menor que a total irradiada.

Como o elemento G é igual a 0.4 (ou 40%) resulta em uma temperatura média do planeta de 288°K, ou 16°C. Esta foi a primeira modelagem de temperatura media global, e obviamente, passou por refinamentos conforme os instrumentos de medição ficaram mais precisos chegando a 14°C adicionando o que houve de aquecimento desde 1880. (Lembrando mais uma vez que esse é um valor médio, é claro que existem variações de acordo com muitos fatores como a localização geográfica por exemplo).

Portanto, o EFEITO ESTUFA nada mais é que essa energia térmica que fica "retida" no planeta por causa dos gases em sua atmosfera.

Se os gases do efeito estufa não existissem a temperatura média do planeta seria 18ºC negativos. Já pensou como seria? Muitas plantas, animais e até mesmo o ser humano não seria capaz de viver em um planeta totalmente congelado.

O EFEITO ESTUFA é um fenômeno natural que sempre existiu em nosso planeta (desde que desenvolveu uma atmosfera) e que é o responsável por manter o equilíbrio térmico na atmosfera.

ENTÃO, QUAL É O PROBLEMA?

Apesar de ser um fenômeno natural como já vimos, existe um agravante desse processo que faz com que a temperatura suba mais que o natural, aumentando em até 2°C, esse agravante é devido a ações antrópicas (gerada por humanos).

Não são todos os gases que estão presentes na atmosfera que retém o calor. Na verdade são só alguns deles. Os principais são:

• Vapor d´água (H₂O)

• Gás carbônico ou dióxido de carbono (CO₂),

• óxido nitroso (N₂O) e

• metano (CH₄).

Por sua própria natureza, os gases de efeito estufa como o dióxido de carbono, metano, vapor de água, óxido nitroso, entre outros, são invisíveis para a luz visíve, ou seja, a luz passa por eles como se não existissem. Porém estes gases absorvem a radiação infravermelha.

Um desequilíbrio na concentração destes gases na atmosfera desequilibra todo o balanço energético do planeta.

O que estamos observando desde o final do século XIX é que a concentração de gás carbônico (CO₂) e de gás metano (CH₄) começou a aumentar dramaticamente. O aumento da concentração destes gases veio acompanhado do aumento da temperatura média do planeta.

O nome desse fenômeno é AQUECIMENTO GLOBAL.

É o assunto da próxima aula.

AGORA É COM VOCÊ:

Faça a atividade clicando no link abaixo:

REFERÊNCIAS:

Notas de aulas Professor: Henrique de Melo Jorge Barbosa http://www.fap.if.usp.br/~hbarbosa/uploads/Teaching/FisPoluicaoA r2016/Lisboa_Cap4_monitoram ento_poluentes_2007.pdf

J.H. Seinfeld e S. N. Pandis, "Atmospheric Chemistry and Physics: from air pollution to climate change", John Wiley & Sons, New York, 1998.

Daniel Jacob, Introduction to Atmospheric Chemistry, Princeton University Press, 1999.

Brasseur, G.P., Orlando, J.J., Tyndall, G.S., - Atmospheric Chemistry and Global Change, Oxford University Press, New York, 1999.

Wallace, J.M. e Hobbs, P.V. - Atmospheric Science: An Introductory Survey. Academic Press, New York, 2006

https://climainfo.org.br/2019/06/23/3-graficos-para-pensar-crise-climatica/

https://morenolc.wordpress.com/2014/10/22/efeito-estufa-joseph-fourier-1768-1830/#:~:text=EFEITO%20ESTUFA%20%E2%80%93%20Joseph%20Fourier%20(1768%2D1830)%20%E2%80%93%20Teoria,radia%C3%A7%C3%A3o%20infravermelha%20oriunda%20da%20Terra.&text=Todos%20os%20lugares%20do%20planeta,remete%20de%20volta%20%C3%A0%20superf%C3%ADcie.