Economia & Energia
Ano XI-No 65
Dezembro 2007 - Janeiro 2008
ISSN 1518-2932

 

 

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Texto para Discussão:

Revisitando a Concentração do
Metano na Atmosfera

 Carlos Feu Alvim feu@ecen.com
Omar Campos Ferreira,
José Israel Vargas

1. Introdução

O Quarto Relatório do Grupo I Painel Intergovernamental em Mudança do Clima - IPCC[1] está disponível em sua versão final. O Sumário Técnico [ref 1] sintetiza resultados, apontando o que denominou de “Conclusões Sólidas” (Robust Finds) e o que considera “Incertezas Fundamentais” (Key Uncertainties).

Um dos objetivos principais dos estudos do Grupo é determinar se mudanças ocorridas na composição da atmosfera são ou não devidas às atividades do homem (causas antropogênicas). O relatório é categórico ao considerar a hipótese da atividade humana como causadora de substancial aquecimento global, com probabilidade superior a 95% de estar correta (“extremely likely”).

Especificamente esse trabalho considera a evolução da concentração de metano na atmosfera e destaca duas conclusões ditas “robustas”:

·         Que os níveis atuais de CH4 (e CO2) excedem em muito as medidas realizadas no gelo glacial nos últimos 650 mil anos.

·          Que nos últimos quarenta anos a taxa média registrada de variação de concentração dos gases responsáveis pelo efeito estufa (“radiative forcing”) é superior à observada há pelo menos dois mil anos.

O relatório lista entre as “incertezas fundamentais” que restam a elucidar as mudanças recentes na taxa de crescimento do metano na atmosfera.

2. Os Cenários do TAR e as Conclusões de Trabalho Anterior

A grande maioria dos cenários considerados no Terceiro Relatório de Assessoramento – TAR (ref 2) apontava, para os anos seguintes ao da sua publicação (2001), crescimento significativo da concentração de metano na atmosfera, ilustrado na Figura 1.

Os cenários representam diferentes hipóteses de evolução sem quaisquer medidas de mitigação. Desses cenários (Special Report on Emissions Scenarios - SRES), só o Cenário B1, que pode ser considerado ideal do ponto de vista do desenvolvimento, previa a reversão do crescimento da concentração de metano. Esta reversão só seria alcançada, no entanto, por volta de 2030.[2]

Baseando-se no comportamento histórico da concentração de metano na atmosfera até 1995, os autores do presente trabalho, ajustaram uma curva logística que implica na estabilização da concentração de metano na atmosfera ao nível de 1900 ppbv[3]. Tal mudança ocorreria em um tempo de 69 anos entre o início do processo (10%) a sua saturação (90%). Havendo o atual ciclo se iniciado em 1940, estaria por terminar em 2010.  Os detalhes desta metodologia de ajuste estão descritos no No 55 desta revista (ref 3).

Fenômenos complexos que envolvem variáveis naturais e sociais têm se mostrado abordáveis por essa modelagem adotada para descrevê-los, inclusive a evolução da concentração do metano, permitindo a previsão de seu devir. A metodologia foi descrita em numerosos artigos de C. Marchetti e adotada por J. I. Vargas (ref 4) e outros e revelou-se adequada a situações em que o crescimento de um elemento introduzido no sistema é inicialmente acelerado e posteriormente auto-limitado, levando à saturação da evolução do sistema em exame.

Recorde-se novamente que parte significativa do aumento da concentração de metano na atmosfera tem sido atribuída à atividade humana. Por outro lado, a concentração do metano também depende das leis naturais que regulam suas reações químicas na atmosfera ou sua eventual absorção no solo ou nos oceanos. Cabe observar que a lei logística utilizada para descrever o fenômeno em questão se caracteriza pela ocorrência de um ponto de inflexão a partir do qual a taxa do processo decresce monotonicamente até a sua completude prática (90%).

A Figura 1 mostra, além dos valores médios da concentração de metano resultantes da projeção do TAR, como se pode verificar, também o ajuste obtido pela e&e. Os dados correspondentes aos valores experimentais mostram o comportamento logístico esperado para o acréscimo da concentração do metano a partir de 1940.

O detalhe da parte inferior da Figura 1 mostra o ocorrido entre os anos 1985 e 2010, indicando a estabilização (já apontada em nosso estudo) que surpreendeu os autores das projeções anteriores do IPCC. Ele parece indicar um valor de saturação ligeiramente inferior aos 1900 ppbv obtidos através do ajuste logístico dos dados que vão até 1995[4].

3. A Concentração do Metano na Atmosfera
Estaria se Estabilizando?

A questão fundamental em discussão não é o valor de saturação (1750 ou 1900 ppbv de metano), mas o de saber-se se a trajetória atual tende a valores crescentes, como os projetados nos cenários do TAR, ou obedeceriam a um nível de saturação indicado pelos dados atuais.

O assunto foi objeto de intensas discussões no Grupo I, sintetizados no Relatório Técnico do Grupo que, como se viu, terminou por incluir o tema entre “as incertezas fundamentais” a serem objeto de maiores cuidados.

O exame da derivada temporal da concentração do metano é de molde a revelar a sua tendência de comportamento na atmosfera. Tal procedimento foi adotado no Quarto Relatório de Assessoramento do Grupo I. Evidenciou-se queda sustentada da taxa de crescimento da concentração de CH4, como mostra a Figura 2 (extraída daquele relatório).

 

Escala Ampliada Mostrando o Período 1940-2005

Figura 1: Projeções da concentração de metano
comparadas às concentrações verificadas.

Concentração de Metano na Atmosfera e
Crescimento Anual da Concentração

Figura 2: Crescimento da concentração de metano na atmosfera e valores anuais de concentração para duas séries de medidas. (Fonte IPCC Quarto Relatório de Assessoramento).

Uma análise semelhante à Figura 2 foi feita no artigo da e&e No 55 com dados a partir de 1940 (Figura 3). As variações anuais representadas na Figura 3 são médias qüinqüenais centradas em cada ano. Este procedimento destina-se a dar uma melhor idéia do comportamento no horizonte temporal do fenômeno estudado, que é se estender por dezenas de anos. Também são mostrados os valores da derivada resultante do ajuste para os dados da concentração.

Figura 3: Concentração de metano e variações anuais
(média móvel de cinco anos).

Os dados da Figura 3 complementam os da Figura 2 e demonstram que o acréscimo anual da concentração (derivada temporal) vem evoluindo há décadas de uma forma coerente - no sentido de alcançar um valor de saturação ou, pelo menos, a reduzir substancialmente a taxa de crescimento.

A discussão do Grupo I acha-se cuidadosamente refletida no relatório apresentado que, com a prudência diplomática que envolve o assunto, descreve as diferentes posições:

·         A estabilização da concentração de metano só pode significar que, nos últimos anos, a taxa de entrada de metano na atmosfera teria se igualado à de sua eliminação.

·         O mecanismo mais conhecido da eliminação do metano na atmosfera é a formação de água e gás carbônico. Incidentalmente eles são os mesmos produtos obtidos na combustão do gás. Esta reação exotérmica pode ser induzida por vários fatores, sendo predominante a reação desencadeada pela presença de radicais OH na atmosfera[5].

·         No entanto, as medidas de concentração do OH (produzido a partir de reações fotoquímicas na atmosfera) descartam esta hipótese, visto não ter sido registrado aumento substancial de sua presença na atmosfera.

·         Alguns membros do Grupo I acham que o não crescimento da concentração se deve a uma estabilização das emissões e não a um incremento da taxa de eliminação do metano. As causas apontadas são bastante diferentes, mas consideram que a atual avaliação de emissões de metano é precária por envolver processos complexos.

·         Explicações para picos ou vales na concentração para anos específicos foram apresentadas. Elas estariam associadas a fenômenos naturais como erupções vulcânicas, mas não permitem esclarecer as observações pertinentes ao período considerado.

4. Alguma Conclusão?

A perplexidade do Grupo 1 deixou em aberto a explicação para o que vem acontecendo com a concentração de metano. Como era natural, a dúvida levantada não afetou o trabalho dos Grupos que tratam das projeções resultantes de cenários, bem como do impacto das medidas de mitigação.

Como pode ser observado na Figura 4, as hipóteses sobre a evolução das emissões e da concentração de metano continuam admitindo, no quarto relatório, crescimento das emissões e da concentração. São feitas projeções semelhantes às do terceiro relatório que não foram confirmadas pelas medidas efetuadas nos anos seguintes.

Nestas condições, as medidas de mitigação sugeridas são coerentes, como é lógico, com a tendência admitida nos cenários de referência e se baseiam naturalmente nas emissões neles erroneamente projetadas. Confirmada a tendência atual, a margem de mitigação estaria assim restrita meramente à redução do aumento da concentração de metano já verificada.

A questão da evolução da concentração do metano abordada no Grupo I tem, é claro, implicações econômicas e políticas, já que o mercado de créditos de redução de emissão de metano já é uma realidade mundial.

A redução das emissões do metano pode, a partir do relatório do Grupo I, vir a ser contestada em sua eficácia, já que elas estariam permitindo a continuação da emissão de gás carbônico, para o qual não subsistem dúvidas sobre seu crescimento. O CO2, como o próprio relatório do Grupo I demonstra, tem um efeito de alteração na temperatura, superior ao previsto pela equivalência GWP por permanecer na atmosfera por um prazo muito superior ao do metano.

A questão da projeção da concentração do metano e a avaliação do valor de sua emissão passaram a ser um interessante desafio à comunidade científica. Para as autoridades, que se propõem adotar medidas de mitigação, assim como para os organismos que se dispõem a financiá-las, o relatório do Grupo 1 gerou um problema inesperado.

 

Referências

1 – IPCC, Fourth Assessment Report, Working Group 1 Report,

“The Physical Science Basis”, Technical Summary.

2 - IPCC, Third Assessment Report, Climate Change, “The Scientific Basis”, Technical Summary.

3 – Feu, C. et ali, “A Evolução da Concentração de Metano na Atmosfera”, Revista e&e N0 55.

4 – Vargas, J. I., “A Prospectiva Tecnológica: Previsão com um Simples Modelo Matemático”, Revista e&e N0 44 e 45.

 

 

Graphic Edition/Edição Gráfica:
MAK
Editoração Eletrônic
a

Revised/Revisado:
Tuesday, 21 July 2009
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