Uma estufa é um recinto com paredes ou teto que permitem a entrada de energia na forma de radiação no espectro visível e impedem, parcialmente, a saída da energia na forma de radiação no espectro infravermelho. As estufas são usadas na agricultura, especialmente em climas mais frios, para permitir estender o período agrícola: as mudas são criadas em estufas até que a temperatura externa seja suficiente para permiti-lo ao ar livre. São construídas com cobertura de vidro ou de plástico transparente, já que ambos são relativamente opacos à radiação infravermelha.

A Terra, como de resto todos os planetas – astros sem fonte interna de energia – está em equilíbrio radiativo: esquenta pela absorção da energia de radiação do Sol no espectro visível e esfria pela emissão de energia própria no espectro infravermelho. O planeta Terra produz um efeito estufa natural, pois há gases na atmosfera transparentes à radiação visível do Sol e que não permitem, ainda que parcialmente, a passagem da radiação infravermelha, que tem a função de resfriar a superfície terrestre.

Se não fosse o efeito estufa natural, a temperatura média da superfície da Terra seria de cerca de 33 graus Celsius mais fria do que realmente é. A absorção de radiação infravermelha pelos gases de efeito estufa ocorre porque a radiação nessa faixa do espectro excita o modo de vibração das moléculas (modulado pela rotação da Terra).

Essa absorção não pode ocorrer quando as moléculas não têm um dipolo elétrico, como nos casos dos gases raros (hélio, neônio, argônio, etc.) que existem na atmosfera na forma de moléculas monoatômicas; tampouco no caso do nitrogênio e oxigênio moleculares que existem na atmosfera na forma de moléculas diatômicas, ou seja, compostas de dois átomos (N2 e O2, respectivamente), porque os dois átomos são idênticos e, portanto, não há dipolo elétrico. A exceção nesse caso ocorre se um dos átomos for um isótopo com peso molecular diferente do outro, caso que não é importante na prática devido à raridade desses isótopos.

Todos os outros gases da atmosfera são gases de efeito estufa. Alguns, por razões explicadas a seguir, não são importantes para a mudança do clima. Assim, os gases que não causam o efeito estufa representam cerca de 99% da atmosfera da Terra. Em conseqüência, o efeito estufa é causado por gases minoritários e que – não fosse o efeito estufa – não seriam muito relevantes para a composição química da atmosfera.

Dentre esses gases, o vapor d’água merece uma atenção especial, pois é o principal GEE na atmosfera, devido à sua grande quantidade – se comparada a outros gases de efeito estufa (gee) – em conjunto com a sua alta capacidade de absorção da radiação infravermelha. A quantidade de um determinado gás na atmosfera é normalmente expressa pela sua concentração em unidades de partes por milhão em volume (ppmv), ou micromol por mol. No entanto, a concentração do vapor d’água na atmosfera não é determinada pelo homem, mas pelo balanço entre a evaporação e transpiração, por um lado, e pela precipitação, por outro. Por essa razão, não é levado em consideração na análise da mudança do clima. Ele é o único gás da atmosfera que existe nas três fases – gasosa, líquida e sólida – dependendo das condições de temperatura e pressão, e exerce um papel muito importante graças ao ciclo hidrológico, diretamente associado à vida na superfície da Terra. Com a mudança do clima, temperaturas mais altas resultarão em ligeiro aumento da concentração do vapor d’água na atmosfera.

Muitos gases minoritários, porém importantes como poluentes atmosféricos locais, são também desprezados quando se examina a mudança do clima porque apresentam uma grande reatividade química e, portanto, uma vez emitidos para a atmosfera, desaparecem rapidamente como resultado de reações químicas. É o caso, por exemplo, de poluentes como o monóxido de carbono, os óxidos ímpares de nitrogênio (NO e NO2, ou NOx) e o dióxido de enxofre (SO2).

Cabe ainda uma menção à existência hoje de gases industriais, que normalmente não existiam na atmosfera e que foram criados para uso na indústria, como os clorofluorocarbonos, ou outros que resultam de processos industriais, muitos deles com elevado poder de aquecimento.

A questão central no que se refere à preocupação com a mudança do clima é que a concentração de GEE na atmosfera aumentou e continua a aumentar pela ação do homem, o que provoca um aquecimento global, já que a estufa do planeta torna-se mais pronunciada. A mudança do clima resultante desse aquecimento global é objeto da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima e de seu Protocolo de Quioto.

Fonte: Manual de Capacitação sobre Mudança do Clima e Projetos de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) – Centro de Gestão e Estudos Estratégicos – Brasília, DF: 2008