Clima - factores e mudanças Definição do clima: Combinação previsível dos parâmetros característicos da atmosfera, estimada a base duma serie representativa de observações

Estes parâmetros variam continuamente em todas escalas de tempo.

A nossa curta memória e falta de assunto para conversa atribuem a estas variações um carácter excepcional

Escalas de tempo e termos

Escala temporal Termo

Horas Diurno (Noite/dia)

Tempo Dias Sinoptico

Meses Sasonal

Anos Interanual Variabilidade climática

10’s de anos Interdecadal Clima

Séculos Mudança climática

O Espectro temporal das variações de parâmetros climáticos

anos!

Var

iânc

ia r

elat

iva!

A radiação solar

Raio: 695000 kms!

Masa: 1.99x1033 kg, d= 1.41 g cm-3

Composto por plasma

99% da massa do sistema solar

A radiação solar

Constante solar medida por satélites em alta atmosfera S= 1370 W m-2

Redistribuido pela superfície inteira S= 342 W m-2

A radiação solar

Razão entre radiação reflectida e incidente = albedo

A redistribuição da energia Balanço energético latitudinal!

Transporte energético latitudinal!

Variações climáticas ao longo da escala de tempo geológico

Porque o clima muda ?

1.! Alteração do fluxo energético solar até a superfície terrestre!

a)! Dinâmica solar!

b)! Parâmetros da órbita terrestre!

c)! Composição da atmosfera!

2. Alteração na redistribuição de energia no sistema terrestre!

a)! Posição de continentes (deriva de placas)!

b)! Topografia de continentes!

3. Reflectância de superfície e da atmosfera!

Que tipo de evidências/dados temos?

-!dados instrumentais, fiáveis apenas durante os últimos 120 a!

-!dados históricos!

-!dados paleobotânicos!

-!dados paleofaunísticos!

-!dados isotópicos!

-! dados sedimentológicos!

Registo geológico!

Mudanças do clima - actividade solar

Mudanças do clima – impacte antrópico na composição da atmosfera

Queima de combustíveis = 6 GT Queima de florestas = 1 GT

======== Total emissões = 7Gt

Oceano = 2 GT Atmosfera = 3.4 GT

? = 1.6 ========

Total sumidouros = 7Gt

Mudanças do clima – impacte antrópico na composição da atmosfera

Mudanças do clima – impacte vulcânico na composição da atmosfera

Mudanças do clima - caso de

vulcão Toba

Polo

Sul

Passagem de

Drake

65 Ma

Actualidade

Mudanças do clima - as consequências de deriva das placas

Há 35 Ma a Austrália afasta-se da Antárctica o suficiente para

permitir a circulação da corrente leste que contorna o continente

e isola-o termicamente, permitindo a formação de gelo perene

O fecho definitivo do Istmo de Panamá há 4 Ma reforça a

transferência do calor para latitudes polares. O aumento de

precipitações da neve conduz a crescimento de glaciares. As

primeiras glaciações maciças ocorreram há 2.7Ma..

Mais calor

libertado,+

precipitação

Mudanças do clima - as consequências de deriva das placas

No entanto a questão está em aberto, pois segundo outros investigadores a maior transferência do calor para areas polares conduzirá ao aquecimento!

Mudanças do clima - deriva de placas e orogenia

Cadeias montanhosas expõem uma grande massa de rochas a alteração química que absorve CO2 atmosférico....!

CaSiO3 + 2 H2O + 2 CO2 ! Ca2+ + 2 HCO3- + SiO2 + H2O

Precipitação do carbonato : :

Ca2+ + 2 HCO3- ! CaCO3 + H2O + CO2

Alteração química de silicato (simplificação): :

CaSiO3 + 2 H2O + 2 CO2 ! Ca2+ + 2 HCO3- + SiO2 + H2O

Precipitação do carbonato : :

Ca2+ + 2 HCO3- ! CaCO3 + H2O + CO2

Resultado

CaSiO3 + CO2 ! CaCO3 + SiO2

Arrefecimento climático no Cenozoico !

•! O crescimento da criosfera estende-se durante os últimos 50 MA !

•! 3 períodos do marcado acréscimo correspondentes a formação dos principais centros de glaciações . Claras relações com a deriva de placas!

EA – WA = Antárctica Este e Oeste!

NH = Hemisfério Norte !

Wilson et al 2000

Ciclos glacial-interglacial durante os últimos 2.5

Ma !

•! Registo geológico continental descontínuo!

–! (avanços glaciares destroem as evidências morfosedimentares passadas ) !

–! Postulava existência de 4 grandes glaciações, identificadas em Alpes!

•! Registo sedimentar marinho contínuo !–! Baseado no registo isotópico de oxigénio!

–! 10 ciclos em últimos 800kanos !

–! (>50 durante os últimos 2.5 Ma) !

Barras brancas = glaciais

Barras pretas = interglaciais Wilson et al 2000

Glaciações – registo paleobotânico !

Análise polénica!

Gráfico da razão dos pólenes arbóreos a pólenes de herbáceas !

•! Arvores = quente/ húmido!

•! ervas = seco/frio!

Van Andel 1994

O Registo isotópico nos sedimentos oceânicos !

•! Reflecte as variações de temperatura e volume de gelo durante os ciclos Glacial/Interglacial!

•! Utiliza-se registos em material carbonatado (exoesqueletos) ou no gelo!

Wilson et al 2000

•! 16O - 99.76 %!

•! 18O – 0.19 %!•! "18O ‰

Teoria de Ciclos de Milankovitch!

•! Mudanças de

insolação !

•! Mudanças de

sazonalidade!

•! Condiciona glaciações

no H. Norte!

Eccentricidade – ciclos de 96 ka!

Aélio!

– afastamento do sol !

Periélio!

– aproximação ao sol!

Obliquidade – ciclos de 42 ka!

•! Inclinação varia de 21.5o

a 24.5o!

•! Controla sazonalidade!

Weedon 1993

Solsticio – Dois pontos específicos da órbita terrestre correspondentes a máxima duração do dia num hemisfério e a mínima no outro

PN 21 Junho! PS Junho 21!

Precessão (solstícios) ~ ciclos de 21ka!

A terra balança como um pião – o que provoca a mudança da estação em que se encontra em maior proximidade ao Sol.!

eg. Presentemente o inverno no H.Norte ocorre no periélio.!

Lowe and Walker 1997

O Efeito combinado!

•! Padrão corresponde a

registos isotópicos !

•! Magnitude da variação de

insolação é demasiado

pequena para por si

conduzir ao derretimento

das calotas!

•! Retroefeitos são

indispensáveis. !

Lowe and Walker 1997