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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