comunicacao anomalias temperatura

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Sobre as anomalias de temperatura

e o suposto aquecimento global da Terra

Diogo Magalhães

IFC Câmpus São Francisco do Sul

Julho de 2014

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Sumário

1 Objetivo

2 Por que falar sobre isso?

3 A pesquisa sobre o clima

4 A física do clima

5 Considerações finais

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1. Objetivo geral

Subsidiar debates e reflexões em salas de aula, nos diferentes níveis de ensino, e em diferentes esferas da sociedade

SOBRE física → PARA o ensino de física

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2. Por que falar sobre isso?

Atualidades

O estado de conhecimento das mudanças do climáticas, bem como seus potenciais impactos ambientais e sócio-econômicos, têm sido amplamente difundidos em todas as esferas da sociedade.

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2. Por que falar sobre isso?

Reforma curricular

O governo tem implementado propostas que visam melhorar a qualidade do ensino de física: os PCN+ [1] e as DCN [2] apontam na direção de uma profunda reformulação do currículo de física no ensino médio e da formação de professores de Física,

respectivamente.

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3. A pesquisa sobre o clima

Institutos de pesquisa

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3. A pesquisa sobre o clima

Órgãos de divulgação oficiais

Restringem-se a analisar e avaliar as mais recentes informações científicas, técnicas e sócio-econômicas para o entendimento das mudanças climáticas.

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4. A física do clima

CUIDADO:

CLIMA X TEMPO...

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4. A física do clima

Como se faz a pesquisa sobre o clima?

MODELOS → consideram o grupo das equações de Navier-Stokes, as quais são integradas no tempo, fundamentando projeções futuras sobre o clima

OBSERVAÇÕES → geram um conjunto de dados climáticos utilizados em análises e estimativas

Figura : Lançamento do OCO-2, o qual fará medidas da distribuição global de gás carbônico.

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4.1. Radiação de corpos negros

Corpo negro

Possui a propriedade de absorver toda radiação eletromagnética incidente sobre ele [6].

Radiância espectral

É a energia emitida por uma superfície a uma temperatura T , por unidade de tempo e por unidade de área [6]. R(ν)d ν = 2πhν 3 c2 1 ehν/kT _{− 1}d ν → Fórmula de Planck (1) R = σT4 → Lei de Stefan-Boltzmann (2) σ = 5, 67 × 10−8Wm−2K−4

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4.2. Modelos elementares

Figura : Adaptada da Ref. [7].

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4.3. Temperatura absoluta

Termodinâmica ⇒ uma ciência preguiçosa!

Temperatura (atômico)

1 2Mv 2 CM = 3 2kT . (3)

Temperatura (macroscópico)

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4.3. Temperatura absoluta

Sejam dois sistemas A e B separados e, individualmente, em equilíbrio termodinâmico. Coloquemo-los em contato até que atinjam um novo estado de equilíbrio...

∗ Parâmetros extensivos: V = VA + VB N = NA + NB U = UA+ UB M = MA+ MB ∗ Parâmetros intensivos: P 6= PA+ PB P 6= (PA+ PB)/2 T 6= TA+ TB T 6= (TA+ TB)/2 temperatura ⇒ é um conceito local! ⇒

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4.4. Anomalias de temperatura

Anomalia de temperatura

Ta ≡ Tm− Tr. (4) Tm ≡ n P mês T0_s n (5) Tr ≡ m P ref T0s m (6)

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4.4. Anomalias de temperatura

Figura : Adaptado do original, disponível na Ref. [8].

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4.4. Anomalias de temperatura

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4.4. Anomalias de temperatura

Figura : Temperatura média global anual, com o período de referência 1951-1980. O gráfico é plotado a partir de dados de estações metereológicas. As barras verdes indicam a incerteza estimada. Disponível na Ref. [10].

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4.4. Anomalias de temperatura

Figura : Temperatura média global anual referente aos índices de temperatura terra-mar, com o período de referência 1951-1980. A linha preta representa a anomalia anual; a vermelha, de cinco em cinco anos; as barras verdes, a incerteza estimada. Disponível na Ref. [10].

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4.4. Anomalias de temperatura

Figura : Mapa da mudanças de temperatura global observada de 1901 até 2012. Disponível na Ref. [12].

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4.4. Anomalias de temperatura

Figura : Anomalias de temperatura observadas (linhas pretas) e simuladas (azuis - utilizam somente forçamentos naturais - e rosas - incluem os forçamentos antropogênicos, além dos naturais). O primeiro se refere a médias ao longo da superfície da Terra e a segunda ao longo da superfície da Terra e dos oceanos. Disponível na Ref. [12].

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4.5. Sobre a temperatura média

Lei do resfriamento de Newton

A taxa de variação temporal da temperatura T de um objeto é proporcional à diferença entre sua própria temperatura e a temperatura do ambiente Ta:

dT

dt = −k(T − Ta), (7)

onde k é uma constante de proporcionalidade. A solução da Eq. (7) é dada por

T (t) = (T0 − Ta)e−kt+ Ta, (8) desde que T0 seja a temperatura inicial do objeto

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4.5. Sobre a temperatura média

Seja A um corpo a TA = 4◦C e B a TB = 43◦C num ambiente a Ta = 25◦C; Atribuamos diferentes média de temperatura hipotética (a partir de situações bem bem definidas na física):

Tm = TA+ TB 2 , (9) Tm = TA+ TB, (10) Tm = TATB TA+ TB . (11)

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4.5. Sobre a temperatura média

Figura : Três médias diferentes aplicadas sobre um mesmo sistema termodinâmico. Observamos comportamentos contraditórios com a mesma temperatura de equilíbrio.

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5. Considerações finais

SOBRE física → PARA o ensino de física

panorama sobre a pesquisa e divulgação das informações climáticas ; possibilidades de abordagem;

temperatura absoluta e equilíbrio termodinâmico;

anomalia de temperatura e crítica ao conceito de temperatura global: limitações e sua relação com o possível aquecimento global da Terra.

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5. Considerações finais

RESPONSABILIDADES:

elaborar e planejar intervenções e materiais didáticos voltados a seus respectivos níveis de ensino;

precaução com os alarmistas e ressalvas com os céticos: SOMOS RESPONSÁVEIS PELO MUNDO.

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5. Considerações finais

Um mundo sustentável requer uma educação sustentável,

mediada por consciências sustentáveis.

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6. Referências bibliográficas

1 BRASIL, PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (MEC-SEMTEC, Brasília, 2002).

2 BRASIL, Diretrizes Nacionais Curriculares para os Cursos de Física. (MEC-SESU, Brasília, 2001).

3 T. F. Stocker, D. Qin, G.K. Plattner, M. Tignor, S. K. Al-len, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P. M. Mid-gley (eds.), IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Phy-sical Science Basis. (Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2013), disponível em http://www.climatechange2013.org, acessado em maio de 2014.

4 http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/iotd.html #lowerAccordion-set-slide10, acessado em julho de 2014. 5 G. A. Schmidt, Physics Today 60, 72 (2007).

6 R. Eisberg and R. Resnick, Física Quântica (Campus, Rio de Janeiro, 1994) 9aed.

7 G. A. Schmidt, Taking the Measure of

the Greenhouse Effect, 2010, disponível em http://www.giss.nasa.gov/research/briefs/schmidt_05/curve_s.gif,

acessado em 01/05/2014.

8 P. D. Jones, T. J. Osborn, R. Briffa, Global and Hemispheric Annual Temperatures Anomalies, 1850 to 2008. Disponível em http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/temp/jonescru/graphics/glnhsh.png, acessado em junho de 2014.

9 http://www.cru.uea.ac.uk/, acessado em junho de 2014.

10 J. Hansen, M. Sato, R. Ruedy, K. Lo, D.W. Lea and M. Medina-Elizade, Proc. Natl. Acad. Sci. 103, 14288 (2006). 11 J. Hansen, R. Ruedy, M. Sato, M. Imhoff, W. Lawrence, D. Easterling, T. Peterson and T. Karl, J. Geophys. Res. 106, 23947 (2001).

12 T. F. Stocker, D. Qin, G. K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen,

J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.),

IPCC, 2013: Summary for Policymakers. (Cambridge University

Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2013), disponível em http://www.climatechange2013.org,

aces-sado em maio de 2014.