Mudanças climáticas: o que as séries de dados já mostram

Este texto não trata de projeções para 2100 nem de cenários de emissão. Trata do que já foi medido, por instrumentos, e registrado em séries que qualquer pessoa pode consultar. A distinção importa: projeção envolve modelo e premissa; observação envolve termômetro, boia e satélite.

A série de temperatura global

Existem hoje várias séries independentes de temperatura global de superfície, mantidas por instituições diferentes, em países diferentes, com métodos diferentes de tratamento de dados. Elas usam estações terrestres, navios, boias e, mais recentemente, satélites.

O que elas mostram é consistente entre si: aquecimento da média global desde o fim do século XIX, com aceleração a partir dos anos 1970. A ordem de grandeza acumulada está em torno de 1,1 a 1,3 grau em relação ao período pré-industrial, dependendo da série e do período de referência.

A convergência entre séries independentes é o ponto relevante. Se houvesse erro sistemático de método, grupos que usam abordagens distintas para correção de viés, mudança de instrumento e cobertura espacial chegariam a resultados diferentes. Eles não chegam.

Por que a média global não é o que você sente

Um grau e pouco parece pouco para quem convive com variações diárias de quinze graus. A confusão nasce de comparar coisas de natureza diferente.

A média global é uma média de médias, sobre oceanos e continentes, dia e noite, verão e inverno. Ela varia muito pouco naturalmente: a diferença entre o auge de uma era glacial e o clima atual é da ordem de cinco a seis graus nessa mesma métrica. Ou seja, um grau em escala global não é um número pequeno — é uma fração relevante da distância entre o mundo atual e um mundo com geleiras cobrindo boa parte do hemisfério norte.

Além disso, o aquecimento não se distribui igualmente. Continentes esquentam mais que oceanos, altas latitudes mais que trópicos, e noites mais que dias. Em algumas regiões árticas, o aumento observado é várias vezes a média global.

Por que 2 graus não é o dobro de 1 grau em impacto

Os impactos não crescem de forma proporcional ao aquecimento, e por uma razão estatística simples: eventos extremos ficam nas caudas da distribuição. Quando a distribuição inteira se desloca alguns décimos de grau, a frequência de eventos que antes eram raros aumenta de forma desproporcional, porque a cauda é fina. Um deslocamento pequeno na média pode multiplicar por vários a frequência de um extremo específico — e é por isso que discussões sobre metas de temperatura tratam décimos de grau como números grandes.

O oceano é onde o calor está

Mais de 90% do excesso de energia retido no sistema climático foi para o oceano, não para a atmosfera. Isso é medido por uma rede de milhares de boias autônomas que mergulham até dois mil metros, registram perfis de temperatura e salinidade e transmitem por satélite ao emergir.

O conteúdo de calor oceânico é, por isso, um indicador mais estável que a temperatura do ar: ele tem menos ruído ano a ano, porque não é afetado por fenômenos atmosféricos de curto prazo. As séries mostram aumento contínuo, com recordes sucessivos nos últimos anos.

Duas consequências diretas são medidas separadamente. A primeira é a expansão térmica: água quente ocupa mais volume, e isso responde por parte da elevação do nível do mar. A segunda é a acidificação: o oceano absorveu parte do dióxido de carbono adicionado à atmosfera, e a química resultante reduziu o pH médio da superfície de forma mensurável.

Nível do mar

Há duas fontes de medição independentes. Marégrafos costeiros registram desde o século XIX em alguns portos; satélites altimétricos medem a superfície do oceano inteiro desde o início dos anos 1990.

Ambas mostram elevação, e a taxa medida por satélite no período recente é maior que a média do século XX. As causas são duas: a expansão térmica da água e o derretimento de gelo terrestre — geleiras de montanha e mantos de gelo da Groenlândia e da Antártica, cuja perda de massa é medida por satélites que detectam variações no campo gravitacional.

Vale a distinção: gelo marinho que derrete não altera o nível do mar, porque já estava flutuando e deslocando seu volume. Gelo terrestre que escorre para o oceano, sim.

Onde o efeito aparece mais cedo

Alguns indicadores respondem antes que a temperatura média, e por isso são acompanhados com atenção. As noites são um deles: o aquecimento é mais pronunciado nas mínimas que nas máximas, o que reduz a amplitude térmica diária e aparece em séries locais antes de qualquer outra coisa. A data da primeira e da última geada é outro, e tem efeito econômico direto sobre calendários agrícolas.

A fenologia — o calendário biológico de floração, brotação e migração — funciona como termômetro natural e, em regiões temperadas, registros de séculos mostram antecipação da primavera. Também a altitude da isoterma de zero grau em cadeias montanhosas sobe, empurrando para cima o limite da neve e afetando o regime de rios alimentados por degelo.

Gelo

A extensão do gelo marinho do Ártico no fim do verão, medida por satélite desde 1979, apresenta tendência de redução consistente. A do Antártico teve comportamento diferente por décadas e passou a registrar mínimas acentuadas nos anos recentes.

Geleiras de montanha são monitoradas há muito mais tempo, com registros fotográficos e de balanço de massa que em alguns casos recuam ao século XIX. O padrão de retração é observado na grande maioria dos glaciares monitorados no mundo, em diferentes continentes e regimes climáticos.

O que mudou nos extremos

Para extremos, o que se examina é a mudança na frequência e na intensidade, e as conclusões variam conforme o tipo de evento — algo que costuma se perder no debate público.

• Calor extremo — o sinal mais claro. Recordes de calor passaram a ser batidos com frequência muito maior que recordes de frio, o que é exatamente o esperado quando a distribuição inteira se desloca.
• Chuva intensa — há base física direta: ar mais quente comporta mais vapor, cerca de 7% a mais por grau. Aumentos na intensidade de eventos extremos de precipitação são observados em várias regiões.
• Seca — mais complexo, porque depende de chuva e de evaporação ao mesmo tempo. Em várias regiões há aumento da severidade; em outras, o sinal é ambíguo.
• Ciclones tropicais — pouca evidência de mudança na quantidade total, mas indícios de maior proporção de eventos intensos e de taxas de chuva maiores.

Como se sabe que a causa é humana

A pergunta é legítima, e a resposta não depende de modelo climático. Ela vem de várias linhas independentes que apontam na mesma direção.

A composição isotópica do carbono adicionado à atmosfera identifica sua origem: carbono de combustíveis fósseis tem assinatura distinta do carbono de origem vulcânica ou oceânica, e a proporção observada corresponde à queima. A concentração de oxigênio atmosférico caiu na proporção esperada para combustão.

Há ainda um padrão vertical revelador: a estratosfera esfriou enquanto a troposfera aqueceu. Se o aquecimento viesse de aumento da radiação solar, ambas teriam aquecido. Esse resfriamento em altitude é assinatura específica do efeito estufa reforçado, e foi previsto antes de ser medido.

Por fim, a atividade solar medida por satélite não apresenta tendência de aumento nas últimas décadas, enquanto a temperatura subiu — o que afasta a hipótese solar como explicação do período recente.

Como se reconstrói o clima antes do termômetro

Instrumentos confiáveis existem há cerca de 150 anos, o que é pouco para avaliar um sistema que varia em escalas de milênios. Para ir além, usam-se indicadores indiretos, os chamados proxies — registros naturais que preservam informação sobre o ambiente em que se formaram.

Anéis de crescimento de árvores registram anos bons e ruins em espessura e densidade, com resolução anual, e permitem reconstruções de séculos em regiões onde o crescimento é limitado por temperatura ou por chuva. Testemunhos de gelo retirados da Groenlândia e da Antártica preservam bolhas de ar aprisionadas no momento em que a neve se compactou — literalmente amostras da atmosfera do passado, que permitem medir a concentração de gases de centenas de milhares de anos atrás.

Sedimentos de lagos e oceanos, corais, estalagmites e pólen completam o quadro, cada um com resolução e alcance próprios. A construção de uma reconstrução climática séria combina vários proxies independentes e declara as incertezas, que são maiores quanto mais distante o período. É trabalho estatístico pesado, e é o que permite afirmar como o período atual se compara a séculos anteriores.

O que a física previa antes de qualquer medição

A base teórica é anterior à observação do aquecimento. Ainda no século XIX, experimentos demonstraram que certos gases absorvem radiação infravermelha — aquela que a superfície aquecida emite de volta ao espaço — enquanto são praticamente transparentes à luz visível que chega do Sol. Disso decorre que aumentar a concentração desses gases reduz a eficiência com que o planeta perde calor.

No fim daquele século, cálculos já estimavam qual seria o efeito de dobrar a concentração de dióxido de carbono, chegando a valores que, guardadas as proporções da época, não estão distantes das estimativas atuais. O ponto relevante é que a expectativa de aquecimento foi deduzida da física de laboratório décadas antes de haver série instrumental capaz de detectá-lo — e a observação posterior encontrou o que a teoria previa, o que é o padrão mais forte de confirmação que uma ciência pode oferecer.

Os números que qualquer um pode acompanhar

Há um pequeno conjunto de indicadores que resume o estado do sistema e é atualizado publicamente com regularidade. Concentração de dióxido de carbono medida em observatórios de referência, com série contínua desde o fim dos anos 1950. Anomalia de temperatura global mensal, publicada por várias instituições. Conteúdo de calor oceânico, atualizado trimestralmente. Nível médio do mar por altimetria. Extensão de gelo marinho dos dois hemisférios, com atualização praticamente diária.

Acompanhar esses cinco números ao longo dos anos ensina mais sobre o tema do que qualquer discussão, porque revela duas coisas que o debate costuma embaralhar: a variabilidade de curto prazo é grande, e a tendência de longo prazo é clara. Um ano mais frio que o anterior não contradiz a tendência, assim como um dia frio em novembro não contradiz a chegada do verão.

Incerteza não significa desconhecimento

Textos científicos sobre clima são cheios de faixas e probabilidades, e isso às vezes é lido como fragilidade. É o contrário: declarar incerteza é parte do método. Há aspectos bem estabelecidos — que a concentração de gases de efeito estufa aumentou, que o planeta aqueceu, que o oceano absorveu a maior parte do calor —, e aspectos com incerteza genuína, como a resposta das nuvens ao aquecimento, o ritmo de perda de massa dos mantos de gelo ou o comportamento regional da chuva.

Confundir os dois grupos leva a dois erros simétricos: tratar o que é robusto como especulação, ou tratar o que é incerto como certeza. A leitura honesta de qualquer relatório climático exige olhar o grau de confiança declarado para cada afirmação, que costuma estar explícito no próprio texto.

Como verificar por conta própria

Todos esses dados são públicos. Séries de temperatura global, conteúdo de calor oceânico, nível do mar e extensão de gelo estão disponíveis para download em portais de agências meteorológicas e de programas de observação da Terra, com documentação de método.

Em escala local, é possível fazer o mesmo exercício com a série da sua cidade: comparar as normais de trinta anos de períodos diferentes, verificar se as noites quentes ficaram mais frequentes, se a data da primeira geada mudou. Aqui mesmo, as páginas de histórico do clima por data permitem consultar qualquer dia desde 1940 e comparar com a média da série, e há exportação em CSV para quem quiser analisar a série inteira.

Uma ressalva metodológica importante ao fazer isso: séries locais têm ruído muito maior que a média global, e mudanças de instrumento, de local da estação e o crescimento urbano ao redor podem introduzir tendências artificiais. Conclusões sobre clima exigem séries longas e tratamento cuidadoso — a diferença entre um ano quente e uma tendência é exatamente o tema do artigo sobre clima ou tempo.