O Grupo de Trabalho de Avaliação Científica do IPCC (GTI) foi estabelecido em 1988 para avaliar as informações existentes sobre a ciência da mudança do clima, em particular a mudança do clima resultante das atividades humanas. Ao realizar suas avaliações, o Grupo de Trabalho busca:

• avanços no conhecimento científico do clima passado e presente, da variabilidade climática, da previsibilidade do clima e da mudança do clima, incluindo os feedbacks dos efeitos climáticos;

• avanços na modelagem e projeção da mudança do clima global e regional e do nível do mar;

• observações do clima, incluindo climas passados e avaliação das tendências e anomalias;

• lacunas e incertezas no conhecimento atual.

A primeira Avaliação Científica, de 1990, concluiu que o aumento das concentrações atmosféricas de gases de efeito estufa desde o período pré-industrial5 havia alterado o balanço de energia da Terra/atmosfera, provocando um aquecimento global. As simulações dos modelos do aquecimento global devido ao aumento observado das concentrações de gases de efeito estufa no último século tenderam para uma estimativa central de cerca de 1ºC, enquanto a análise do registro instrumental da temperatura, por outro lado, revelou um aquecimento de cerca de 0,5ºC no mesmo período. O relatório de 1990 concluiu que: "O tamanho desse aquecimento é bastante coerente com as previsões dos modelos climáticos, mas também é da mesma magnitude que a variabilidade climática natural. Portanto, o aumento observado poderia ser devido principalmente a essa variabilidade natural; ou então essa variabilidade e outros fatores humanos poderiam ter compensado um aquecimento ainda maior devido ao efeito estufa induzido pelo homem."

Uma preocupação fundamental identificada pelo relatório do IPCC (1990) foi a previsão da continuação do aumento das concentrações de gases de efeito estufa como resultado da atividade humana, conduzindo a uma mudança significativa do clima no próximo século. As projeções das mudanças de temperatura, precipitação e umidade do solo não foram uniformes para o planeta. Os aerossóis antrópicos foram considerados uma possível fonte de esfriamento regional mas não foi apresentada nenhuma estimativa quantitativa dos seus efeitos.

O Relatório Suplementar do IPCC em 1992 confirmou, ou não encontrou razão para alterar, as principais conclusões do relatório do IPCC (1990). O relatório apresentou uma nova faixa de projeções da temperatura global com base em um novo conjunto de cenários de emissões do IPCC (IS92a a f) e relatou os avanços feitos na quantificação dos efeitos dos aerossóis antrópicos. A destruição do ozônio devida aos clorofluorcarbonos (CFCs) foi considerada uma causa do forçamento radiativo negativo, reduzindo a importância global dos CFCs como gases de efeito estufa.

O relatório do GTI de 1994 sobre o Forçamento Radiativo da Mudança do Clima forneceu uma avaliação detalhada do ciclo global do carbono e de aspectos da química atmosférica que rege a quantidade de gases de efeito estufa não-CO2. Algumas trajetórias que levariam à estabilização das concentrações atmosféricas de gases de efeito estufa foram examinadas, e cálculos novos ou revisados do Potencial de Aquecimento Global para 38 compostos foram apresentados. A crescente literatura sobre os processos que regem a quantidade e as propriedades radiativas dos aerossóis foi examinada com bastante profundidade, inclusive as novas informações sobre o efeito climático da erupção de 1991 do Monte Pinatubo.

A Segunda Avaliação do IPCC sobre a Ciência da Mudança do Clima (Second IPCC Assessment of the Science of Climate Change) apresenta uma avaliação abrangente da ciência da mudança do clima desde 1995, incluindo atualizações de material relevante dos três relatórios anteriores. Questões chaves examinadas na Segunda Avaliação dizem respeito à magnitude relativa dos fatores humanos e naturais em provocar mudanças no clima, incluindo o papel dos aerossóis; se uma influência humana sobre o clima atual pode ser detectada; e a estimativa da mudança futura do clima e do nível do mar tanto em escala global como continental.

A Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (Convenção) utiliza o termo "mudança do clima" para referir-se exclusivamente à mudança ocasionada por atividades humanas. Um uso mais genérico é comum na comunidade científica, onde é necessário fazer referência à mudança resultante de qualquer fonte. Em particular, os cientistas referem-se à mudança do clima passada e tratam da complexa questão de separar as causas naturais das humanas nas mudanças observadas atualmente. Contudo, as projeções climáticas tratadas neste documento relacionam-se apenas com as mudanças climáticas futuras resultantes das influências humanas, uma vez que ainda não é possível prever as flutuações devidas aos vulcões e a outras influências naturais. Conseqüentemente, o uso do termo "mudança do clima" neste trabalho, quando se referir à mudança futura, é essencialmente o mesmo uso adotado pela Convenção.

Quadro 1: O que provoca mudanças do clima?

Terra absorve radiação do sol, principalmente na superfície. Essa energia é então redistribuída pela circulação atmosférica e oceânica e radiada para o espaço em comprimentos de onda mais longos (radiação "terrestre" ou "infravermelha"). Em média, para a Terra como um todo, a energia solar recebida é equilibrada pela radiação terrestre devolvida. Qualquer fator que altere a radiação recebida do sol ou enviada de volta para o espaço, ou que altere a redistribuição da energia dentro da atmosfera e entre a atmosfera, a terra e os oceanos pode afetar o clima. Uma mudança na energia disponível para o sistema global Terra/atmosfera é denominada aqui, e em relatórios anteriores do IPCC, um forçamento radiativo. Os aumentos das concentrações de gases de efeito estufa reduzirão a eficiência com que a Terra se resfria. Uma maior parte da radiação terrestre da superfície é absorvida pela atmosfera e emitida em altitudes mais elevadas e temperaturas mais frias. Isso resulta em um forçamento radiativo positivo que tende a aquecer a baixa atmosfera e a superfície. Essa é a intensificação do efeito estufa _ a intensificação de um efeito que vem atuando na atmosfera da Terra há bilhões de anos devido aos gases de efeito estufa que ocorrem naturalmente: vapor d'água, dióxido de carbono, ozônio, metano e óxido nitroso. O total do aquecimento depende da magnitude do aumento da concentração de cada gás de efeito estufa, as propriedades radiativas dos gases envolvidos e as concentrações de outros gases de efeito estufa já presentes na atmosfera. Os aerossóis (pequenas partículas) antrópicos na troposfera, derivados principalmente da emissão de dióxido de enxofre pela queima de combustíveis fósseis e de outras fontes, como a queima de biomassa, podem absorver e refletir a radiação solar. Além disso, as mudanças nas concentrações dos aerossóis podem alterar a quantidade e a reflexibilidade das nuvens, porque afetam suas propriedades. Na maior parte dos casos, os aerossóis troposféricos tendem a produzir um forçamento radiativo negativo e esfriar o clima. Eles têm um tempo de vida muito mais curto (de dias a semanas) do que a maioria dos gases de efeito estufa (de décadas a séculos), então suas concentrações respondem muito mais rapidamente às mudanças nas emissões.

A atividade vulcânica pode injetar grandes quantidades de gases contendo enxofre (essencialmente dióxido de enxofre) na estratosfera, que são transformadas em aerossóis. Isso pode produzir um grande mas transitório forçamento radiativo negativo (ou seja, de alguns anos), tendendo a esfriar a superfície da Terra e a baixa atmosfera por períodos de alguns anos. A energia do sol varia em pequenas proporções (0,1%) em um ciclo de 11 anos e ocorrem variações em períodos mais longos. Em escalas de tempo de dezenas a milhares de anos, as variações lentas na órbita da Terra, que são bem compreendidas, provocaram mudanças na distribuição sazonal e latitudinal da radiação solar; essas mudanças desempenharam um papel importante no controle das variações do clima no passado distante, como os ciclos glaciais. Qualquer mudança no balanço radiativo da Terra, inclusive as originárias de um aumento dos gases de efeito estufa ou dos aerossóis, tenderá a alterar as temperaturas atmosféricas e oceânicas e os correspondentes padrões de circulação e tempo. Será acompanhada por mudanças no ciclo hidrológico (por exemplo, alterações na distribuição das nuvens ou mudanças nos regimes de precipitação e evaporação). Qualquer mudança induzida pelo homem no clima será sobreposta às variações climáticas naturais que ocorrem em uma vasta faixa de escalas espaciais e temporais. A variabilidade climática natural pode ocorrer como resultado das mudanças no forçamento do sistema climático devidas, por exemplo, aos aerossóis originados por erupções vulcânicas. As variações climáticas também podem ocorrer na ausência de uma mudança no forçamento externo, como resultado de interações complexas entre os componentes do sistema climático, como a atmosfera e o oceano. O fenômeno El Niño/Oscilação Sul (ENOS) é um exemplo de tal variabilidade "interna" natural. Para distinguir-se entre as mudanças antrópicas do clima e as variações naturais, é necessário identificar o "sinal" antrópico sobre o "ruído" de fundo

5 O período pré-industrial é definido como os vários séculos anteriores a 1750.