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gás de efeito estufa

gás de efeito estufa , qualquer gás que tem a propriedade de absorver a radiação infravermelha (energia térmica líquida) emitida da superfície da Terra e re-irradiá-la de volta à superfície da Terra, contribuindo assim para o efeito estufa. Dióxido de carbono , metano , e vapor de água são os gases de efeito estufa mais importantes. (Em menor medida, nível de superfície ozônio , óxidos nitrosos , e os gases fluorados também capturam a radiação infravermelha.) Os gases de efeito estufa têm um efeito profundo no energia orçamento do sistema terrestre, apesar de constituir apenas uma fração de todos os gases atmosféricos. As concentrações de gases de efeito estufa variaram substancialmente durante a história da Terra, e essas variações conduziram a mudanças climáticas em uma ampla gama de escalas de tempo. Em geral, as concentrações de gases de efeito estufa têm sido particularmente altas durante os períodos quentes e baixas durante os períodos frios.

Emissões de dióxido de carbono Mapa das emissões anuais de dióxido de carbono por país em 2014. Encyclopædia Britannica, Inc.

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  Conjuntos de dados de longo prazo revelam concentrações aumentadas do gás de efeito estufa dióxido de carbono na atmosfera da Terra. Saiba mais sobre o dióxido de carbono e sua relação com as condições de aquecimento na superfície da Terra, conforme explicado por John P. Rafferty, editor de ciências biológicas e terrestres da Encyclopædia Britannica . Encyclopædia Britannica, Inc. Veja todos os vídeos para este artigo

  
  
  
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  Entenda os processos de produção e emissão de gás metano em áreas úmidas Saiba mais sobre a emissão de metano, um gás de efeito estufa, por árvores em ecossistemas de áreas úmidas. Open University (um parceiro editorial da Britannica) Veja todos os vídeos para este artigo

Vários processos influenciam as concentrações de gases de efeito estufa. Algumas, como as atividades tectônicas, operam em escalas de tempo de milhões de anos, enquanto outras, como vegetação, solo, pântanos e fontes e sumidouros oceânicos, operam em escalas de tempo de centenas a milhares de anos. Atividades humanas - especialmente combustível fóssil combustão desde o Revolução Industrial —São responsáveis ​​por aumentos constantes nas concentrações atmosféricas de vários gases de efeito estufa, especialmente dióxido de carbono, metano, ozônio e clorofluorcarbonos (CFCs).

Entenda como a presença de moléculas de gás, incluindo gases de efeito estufa, protege a Terra protegendo e prendendo a radiação infravermelha. Aprenda sobre as características físicas e químicas básicas das várias moléculas de gás atmosférico da Terra. Algumas dessas moléculas pertencem a uma categoria de gases atmosféricos chamados gases de efeito estufa, cujas propriedades ajudam a desacelerar a emissão de energia térmica, que era absorvida pela superfície da Terra durante o dia, de volta ao espaço à noite. MinuteEarth (um parceiro de publicação da Britannica) Veja todos os vídeos para este artigo

O efeito de cada gás de efeito estufa no clima da Terra depende de sua natureza química e sua concentração relativa no atmosfera . Alguns gases têm alta capacidade de absorção da radiação infravermelha ou ocorrem em quantidades significativas, enquanto outros têm capacidade de absorção consideravelmente mais baixa ou ocorrem apenas em quantidades vestigiais. O forçamento radiativo, conforme definido pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), é uma medida da influência de um determinado gás de efeito estufa ou outro fator climático (como irradiância solar ou albedo) na quantidade de energia radiante que incide sobre a superfície da Terra. Para entender a influência relativa de cada gás de efeito estufa, os chamados valores forçantes (dados em watts por metro quadrado) calculados para o período de tempo entre 1750 e os dias atuais são dados abaixo.

Principais gases de efeito estufa

Vapor d'água

O vapor de água é o gás de efeito estufa mais potente em Da terra atmosfera , mas seu comportamento é fundamentalmente diferente daquele dos outros gases de efeito estufa. O papel principal do vapor de água não é como um agente direto do forçamento radiativo, mas sim como um feedback climático - isto é, como uma resposta dentro do sistema climático que influencia a atividade contínua do sistema. Esta distinção surge porque a quantidade de vapor de água na atmosfera não pode, em geral, ser diretamente modificada pelo comportamento humano, mas, em vez disso, é definida por ar temperaturas. Quanto mais quente for a superfície, maior será a taxa de evaporação da água da superfície. Como resultado, o aumento da evaporação leva a uma maior concentração de vapor d'água na baixa atmosfera, capaz de absorver a radiação infravermelha e devolvê-la à superfície.

Ciclo hidrológico Este diagrama mostra como, no ciclo hidrológico, a água é transferida entre a superfície da terra, o oceano e a atmosfera. Encyclopædia Britannica, Inc.

Dióxido de carbono

Dióxido de carbono (O QUE_dois) é o gás de efeito estufa mais significativo. Fontes naturais de CO atmosférico_doisincluem a liberação de gases de vulcões, a combustão e decomposição natural da matéria orgânica e a respiração por aeróbica ( oxigênio -utilizando) organismos. Essas fontes são balanceadas, em média, por um conjunto de processos físicos, químicos ou biológicos, chamados sumidouros, que tendem a remover CO_doisde atmosfera . Os sumidouros naturais significativos incluem a vegetação terrestre, que ocupa CO_doisdurante a fotossíntese.

ciclo do carbono O carbono é transportado de várias formas através da atmosfera, da hidrosfera e das formações geológicas. Uma das principais vias para a troca de dióxido de carbono (CO_dois) ocorre entre a atmosfera e os oceanos; há uma fração do CO_doiscombina com água, formando ácido carbônico (H_doisO QUE₃) que posteriormente perde íons de hidrogênio (H⁺) para formar bicarbonato (HCO₃^-) e carbonato (CO₃²⁻) íons. Conchas de moluscos ou precipitados minerais que se formam pela reação de cálcio ou outros íons metálicos com carbonato podem ficar enterrados em estratos geológicos e, eventualmente, liberar CO_doisatravés da liberação vulcânica. O dióxido de carbono também é trocado por meio da fotossíntese nas plantas e da respiração nos animais. Matéria orgânica morta e em decomposição pode fermentar e liberar CO_doisou metano (CH₄) ou pode ser incorporado em rochas sedimentares, onde é convertido em combustíveis fósseis. A queima de combustíveis de hidrocarbonetos retorna CO_doise água (H_doisO) para a atmosfera. As vias biológicas e antropogênicas são muito mais rápidas que as geoquímicas e, conseqüentemente, têm maior impacto na composição e temperatura da atmosfera. Encyclopædia Britannica, Inc.

ciclo do carbono O ciclo generalizado do carbono. Encyclopædia Britannica, Inc.

Uma série de processos oceânicos também atuam como carbono afunda. Um desses processos, a bomba de solubilidade, envolve a descida da superfície água do mar contendo CO dissolvido_dois. Outro processo, a bomba biológica, envolve a captação de CO dissolvido_doispela vegetação marinha e fitoplâncton (pequenos organismos fotossintéticos de flutuação livre) que vivem na parte superior do oceano ou por outros organismos marinhos que usam CO_doispara construir esqueletos e outras estruturas feitas de carbonato de cálcio (CaCO₃) À medida que esses organismos expiram e outono para o fundo do oceano, seu carbono é transportado para baixo e eventualmente enterrado nas profundezas. Um equilíbrio de longo prazo entre essas fontes naturais e sumidouros leva ao nível de fundo, ou natural, de CO_doisna atmosfera.

Em contraste, as atividades humanas aumentam o CO atmosférico_doisníveis principalmente através da queima de combustíveis fósseis (principalmente óleo e carvão e, secundariamente, gás natural, para uso em transporte, aquecimento e eletricidade produção) e através da produção de cimento . Outro antropogênico as fontes incluem a queima de florestas e a limpeza de terras. As emissões antropogênicas atualmente são responsáveis ​​pela liberação anual de cerca de 7 gigatoneladas (7 bilhões de toneladas) de carbono na atmosfera. As emissões antropogênicas são iguais a aproximadamente 3 por cento das emissões totais de CO_doispor fontes naturais, e essa carga de carbono amplificada das atividades humanas excede em muito a capacidade de compensação de sumidouros naturais (talvez em 2–3 gigatoneladas por ano).

desmatamento Restos fumegantes de um terreno desmatado na Floresta Amazônica do Brasil. Anualmente, estima-se que o desmatamento global líquido é responsável por cerca de dois gigatoneladas de emissões de carbono para a atmosfera. Brasil2 / iStock.com

O QUE_doisconsequentemente, acumulou-se na atmosfera a uma taxa média de 1,4 partes por milhão (ppm) em volume por ano entre 1959 e 2006 e cerca de 2,0 ppm por ano entre 2006 e 2018. No geral, esta taxa de acumulação foi linear (isto é, uniforme ao longo do tempo). No entanto, alguns sumidouros atuais, como os oceanos, podem se tornar fontes no futuro. Isso pode levar a uma situação em que a concentração de CO atmosférico_doisconstrói a uma taxa exponencial (ou seja, a uma taxa de aumento que também aumenta com o tempo).

Curva de Keeling A Curva de Keeling, em homenagem ao cientista climático americano Charles David Keeling, rastreia mudanças na concentração de dióxido de carbono (CO_dois) na atmosfera da Terra em uma estação de pesquisa em Mauna Loa, no Havaí. Embora essas concentrações experimentem pequenas flutuações sazonais, a tendência geral mostra que o CO_doisestá aumentando na atmosfera. Encyclopædia Britannica, Inc.

O nível de fundo natural do dióxido de carbono varia em escalas de tempo de milhões de anos devido a mudanças lentas na liberação de gases por meio da atividade vulcânica. Por exemplo, cerca de 100 milhões de anos atrás, durante o período Cretáceo, CO_doisas concentrações parecem ter sido várias vezes mais altas do que hoje (talvez perto de 2.000 ppm). Nos últimos 700.000 anos, CO_doisas concentrações variaram em uma faixa muito menor (entre cerca de 180 e 300 ppm) em associação com os mesmos efeitos orbitais da Terra ligados ao vaivém do Era do Gelo da época do Pleistoceno. No início do século 21, CO_doisos níveis alcançaram 384 ppm, o que é aproximadamente 37 por cento acima do nível de fundo natural de cerca de 280 ppm que existia no início do Revolução Industrial . CO atmosférico_doisos níveis continuaram a aumentar e, em 2018, haviam alcançado 410 ppm. De acordo com as medições do núcleo de gelo, acredita-se que esses níveis sejam os mais altos em pelo menos 800.000 anos e, de acordo com outras linhas de evidência, podem ser os mais altos em pelo menos 5.000.000 anos.

O forçamento radiativo causado pelo dióxido de carbono varia em aproximadamente logarítmico moda com a concentração desse gás na atmosfera. A relação logarítmica ocorre como resultado de um saturação efeito em que se torna cada vez mais difícil, como CO_doisaumento das concentrações, para CO adicional_dois moléculas para influenciar ainda mais a janela do infravermelho (uma certa faixa estreita de comprimentos de onda na região do infravermelho que não é absorvida pelos gases atmosféricos). A relação logarítmica prevê que o potencial de aquecimento da superfície aumentará aproximadamente na mesma quantidade para cada duplicação de CO_doisconcentração. Nas taxas atuais de combustível fóssil uso, uma duplicação de CO_doisconcentrações acima dos níveis pré-industriais devem ocorrer em meados do século 21 (quando o CO_doisas concentrações são projetadas para atingir 560 ppm). Uma duplicação do CO_doisas concentrações representariam um aumento de aproximadamente 4 watts por metro quadrado de forçante radiativa. Dadas as estimativas típicas de sensibilidade ao clima na ausência de quaisquer fatores de compensação, esse aumento de energia levaria a um aquecimento de 2 a 5 ° C (3,6 a 9 ° F) durante os tempos pré-industriais. O forçamento radiativo total por CO antropogênico_doisas emissões desde o início da era industrial é de aproximadamente 1,66 watts por metro quadrado.

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