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Módulo 1
Introdução à ciência da mudança climática 
"One UN" Plataforma para Serviços de Treinamento 
em Mudança Climática: UN CC:Learn
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“One UN“ Plataforma para Serviços de Treinamento em Mudança Climática: UN CC:Learn
Objetivos de aprendizagem 
Módulo 1: Introdução à ciência da mudança climática
“One UN“ Plataforma para Serviços de Treinamento em Mudança Climática: UN CC:Learn
Ao final deste Modulo, os participantes serão capazes de:
1. Explicar os conceitos básicos da ciência da mudança climática 
2. Identificar os vetores antrópicos das mudanças climáticas
4. Descrever diferentes cenários de mudança climática e suas implicações
3. Explicar tendências observadas e previstas no clima 
Visão geral
Módulo 1: Introdução à ciência da mudança climática
“One UN“ Plataforma para Serviços de Treinamento em Mudança Climática: UN CC:Learn
visão geral
Seção 1
Introdução à ciência da mudança climática
Seção 2
Vetores antrópicos da mudança mlimática
Seção 3
Tendências e impactos observados da mudança climática
Seção 4
Tendências e impactos projetados da mudança climática 
Seção 5
Fontes de dados científicos 
 
Introdução à ciência da mudança climática
Seção 1
Módulo 1: Introdução à ciência da mudança climática
“One UN“ Plataforma para Serviços de Treinamento em Mudança Climática: UN CC:Learn
Esta seção apresenta uma introdução aos conceitos básicos da ciência da mudança climática, como tempo, clima, efeito estufa, forçantes climáticas e flutuações climáticas naturais. Em seguida, discute as principais causas e elementos das mudanças climáticas antrópicas (causadas por seres humanos), incluindo mudanças observadas e previstas na temperatura da superfície. A seção termina com uma breve discussão sobre a ciência da mudança climática, sua importância e seu desenvolvimento histórico.
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O que é clima?
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Fonte: Organização Meteorológica Mundial (World Meteorological Organization)
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É importante entender a diferença entre “tempo” e “clima”. O que está acontecendo na atmosfera em determinado momento é considerado “tempo” (incluindo, por exemplo, velocidade e direção do vento, precipitação, pressão barométrica, temperatura e umidade relativa do ar). Mudanças no tempo referem-se a mudanças no curto prazo (por exemplo, diárias, semanais, mensais). O clima é o tempo médio e envolve períodos longos (por exemplo, 30 anos). Uma confusão comum entre tempo e clima surge quando se pergunta aos cientistas como eles podem prever o clima daqui a 50 anos quando não conseguem prever o tempo daqui a algumas semanas. A natureza caótica do tempo faz com que seja imprevisível para além de alguns dias. Projetar mudanças no clima (isto é, média do tempo no longo prazo), devido a alterações na composição atmosférica ou outros fatores, é uma questão muito diferente e muito mais viável. Como uma analogia, embora seja impossível prever a idade em que determinado homem vai morrer, podemos dizer com segurança que a idade média de morte masculina nos países industrializados é de cerca de 75 anos.
IPCC (2007). Frequently Asked Questions - What is the Relationship between Climate Change and Weather?
Informações adicionais
O IPCC define clima da seguinte forma: “O clima em sentido estrito é geralmente definido como média do tempo ou, de forma mais rigorosa, como a descrição estatística em termos da média e da variabilidade de quantidades relevantes durante um período de tempo que varia de meses a milhares ou milhões de anos. O período clássico para obter a média dessas variáveis ​​é de 30 anos, tal como definido pela Organização Meteorológica Mundial (OMM, ou WMO em inglês). As quantidades relevantes são mais frequentemente variáveis de superfície, ​​como temperatura, precipitação e vento. Clima em um sentido mais amplo é o estado, incluindo uma descrição estatística, do sistema climático”.
IPCC (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report, Glossary.
Tempo
“O que está acontecendo na atmosfera em determinado momento”
Clima
“Tempo médio em períodos mais longos”
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Complexidade do sistema 
climático global
 
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Fonte: IPCC, 2007, p. 96. Informações adicionais no site da OMM.
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Em um sentido mais amplo, o clima é o estado do sistema climático, que compreende a atmosfera, a hidrosfera, a criosfera, a litosfera de superfície e a biosfera. Esses elementos em conjunto determinam o estado e a dinâmica do clima da Terra. O gráfico ilustra uma série de fatores naturais e humanos que têm influência sobre o clima. Um importante mecanismo dentro do sistema climático é o efeito estufa, explicado no slide a seguir.
IPCC (2007). Climate Change 2007: The Physical Science Basis.
As traduções do material do IPCC que constam em este curso foram realizadas pela UNESCO tentando refletir de forma fiel a linguagem utilizada nos textos originais. Não é a tradução oficial do IPCC
Informações adicionais
A atmosfera é o envelope de gás ao redor da Terra. A hidrosfera é a parte do sistema climático que contém: água líquida na superfície da Terra e a água subterrânea (por exemplo, oceanos, rios, lagos etc.). A criosfera contém água em seu estado congelado (por exemplo, geleiras, neve, gelo etc.). A litosfera é a camada superior sólida da Terra que forma os continentes e o assoalho dos oceanos e dá o suporte físico à atividade vulcânica que, por sua vez, influencia o clima. A biosfera contém todos os organismos vivos e ecossistemas sobre os continentes e nos oceanos
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Site da OMM.
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O que é o efeito estufa?
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Fonte: IPCC, 2007. Informações adicionais no site da OMM.
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A temperatura da Terra resulta de um equilíbrio entre a energia que vem do Sol para a Terra (radiação solar) e a energia que deixa a Terra na direção do espaço sideral. Cerca de metade da radiação solar que atinge a Terra e sua atmosfera é absorvida na superfície. A outra metade é absorvida pela atmosfera ou refletida de volta para o espaço por nuvens, pequenas partículas na atmosfera, neve, gelo e desertos localizados na superfície terrestre. Parte da energia absorvida na superfície da Terra é irradiada de volta (ou readmitida) pela atmosfera e para o espaço sideral sob a forma de calor (energia térmica). A temperatura que sentimos é uma medida dessa energia térmica. Na atmosfera, nem toda a radiação térmica emitida pela Terra atinge o espaço exterior. Parte dela é absorvida e refletida de volta para a superfície terrestre pelas moléculas dos gases de efeito estufa (GEE) e nuvens, o que resulta no chamado efeito estufa, com uma temperatura média global de cerca de 14°C, bem acima dos -19°C que seriam sentidos sem o efeito estufa natural. As concentrações de alguns GEE, como dióxido de carbono (CO2), são significativamente influenciadas por seres humanos; outros, como vapor d'água, não são. 
Site da OMM.
Informações adicionais
Os dois gases mais abundantes na atmosfera, nitrogênio (78% da atmosfera seca) e oxigênio (21%), têm quase nenhuma influênica no efeito estufa. Em vez disso, o efeito de estufa vem de moléculas que são mais complexas e muito menos
propostas
Tecnologias, políticas e medidas para mitigar a mudança climática
Fontes de energia renováveis
Organização Meteorológica Mundial (OMM) – programas climáticas globais 
Seção 5: Fontes de dados científicos
Programa Mundial sobre o Clima (WCP) 
Programa mundial de pesquisa climática
Sistema global de observação do clima
Programa mundial de serviços climáticos
Programa de pesquisa sobre mudança climática, 
vulnerabilidade, impactos e adaptação
Programa de Pesquisa Atmosférica e Meio Ambiente (ARE) 
Marco Global para Serviços Climáticos (GFCS)
Conselho Consultivo: Comissão de Climatologia (CCI)
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A OMM executa uma série de programas climáticos globais que fornecem aos formuladores de políticas e pessoal técnico as informações necessárias para enfrentar a mudança climática com sucesso. O Programa Mundial sobre o Clima (World Climate Programme – WCP) tem como objetivo produzir previsões e projeções climáticas, desenvolver estruturas operacionais para fornecer serviços climáticos e desenvolver um sistema de observação global essencial para atender às necessidades de informações climáticas. O WCP apoia o Marco Global para Serviços Climáticos (Global Framework for Climate Services – GFCS), que visa a incorporar informações climáticas com base científica no planejamento, nas políticas e na prática em âmbito global, regional e nacional. Outro programa importante é o Programa de Pesquisa Atmosférica e de Meio Ambiente (Atmospheric Research and Environment Programme – ARE), que coordena e estimula a pesquisa sobre a composição da atmosfera e a previsão do tempo, com foco em eventos climáticos extremos e impactos socioeconômicos. A Comissão de Climatologia (Commission for Climatology – CCI) aconselha e orienta as atividades do WCP e desempenha um papel fundamental na implementação do GFCS. 
Em foco: Marco Global para Serviços Climáticos (GFCS)
Link: http://prezi.com/q8hpkjinhexo/?utm_campaign=share&utm_medium=copy
Seção 5: Fontes de dados científicos
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O GFCS é uma parceria global de governos e organizações que produzem e usam informações e serviços climáticos. Destina-se a permitir que pesquisadores, produtores e usuários de informações unam forças para melhorar a qualidade e quantidade de serviços climáticos em todo o mundo, particularmente nos países em desenvolvimento. A apresentação fornece uma introdução aos principais elementos do GFCS.
Vigilância Atmosférica Global da OMM: 
estações de medição ao redor do mundo
Seção 5: Fontes de dados científicos
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O programa Vigilância Atmosférica Global (Global Atmosphere Watch – GAW) da OMM fornece dados científicos e informações confiáveis ​​sobre a composição química da atmosfera, suas mudanças naturais e antrópicas, e ajuda a melhorar a compreensão das interações entre a atmosfera, os oceanos e a biosfera. A espinha dorsal do programa GAW é uma rede global de mais de 80 estações de medição, como é possível observer no mapa. 
Centros Climáticos Regionais e Fóruns sobre o Panorama Climático da OMM
Seção 5: Fontes de dados científicos
Centros Climáticos 
Regionais (RCCs) 
Fóruns Regionais 
sobre o Panorama 
Climático (RCOFs)
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Os Centros Climáticos Regionais (Regional Climate Centres – RCCs) da OMM são centros de excelência que criam produtos regionais, incluindo previsões de longo alcance que apoiam as atividades climáticas regionais e nacionais. Os RCCs utilizam os dados e produtos dos Centros Globais Produtores de Previsões de Longo Alcance (Global Producing Centres for Long-range Forecasts – GPCS), incorporando informações em escala regional. Uma importante fonte adicional de informação para os RCCs são dados, produtos, conhecimento e feedback que recebem dos Serviços Nacionais de Hidrologia e Meteorologia (National Meteorological and Hydrological Services – NMHSs). 
Os Fóruns Regionais sobre o Panorama Climático (Regional Climate Outlook Forums – RCOFs) reúnem especialistas nacionais, regionais e internacionais sobre o clima, em uma base operacional, para produzir perspectivas climáticas regionais com base em informações fornecidas por instituições nacionais, regionais e globais. Ao reunir países com características climatológicas comuns, os fóruns garantem a consistência no acesso e na interpretação das informações climáticas. As informações fornecidas pelos RCOFs estão sendo aplicadas para reduzir os riscos relacionados com o clima e também para apoiar o desenvolvimento sustentável. 
Dados climáticos nacionais
Serviços Nacionais de Hidrologia e Meteorologia (NMHSs) 
Coletam e gerenciam dados climáticos nacionais para ajudar com previsões e projeções
Escritório Meteorológico da Ilha Norfolk, 
Fonte: Governo australiano, Bureau de Meteorologia 
Seção 5: Fontes de dados científicos
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Serviços Nacionais de Hidrologia e Meteorologia (National Meteorological and Hydrological Services – NMHSs) fornecem informações de tempo, climáticas e hídricas para os gestores de situações de emergência, administrações nacionais e locais, o público e setores econômicos críticos. Os NMHSs contribuem significativamente para a segurança e o bem-estar econômico por meio da observação, da previsão e de alertas de ameaças de tempo, climáticas e hídricas.
ANEXO
 
Recursos adicionais
Módulo 1: Introdução à ciência da mudança climática 
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Resumo do Módulo
Recursos adicionais
O tempo e o clima são resultados de interações complexas entre fatores antrópicos e naturais.
Evidências das mudanças climáticas globais incluem temperaturas médias mais altas, mudanças na precipitação, aquecimento dos oceanos, acidificação dos oceanos, elevação do nível do mar, diminuição do gelo marinho e mudanças nos sistemas físicos e biológicos. 
A mudança climática observada pode estar relacionada ao aumento das concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera desde a Revolução Industrial.
A mudança da temperatura global da superfície provavelmente atingirá 4°C, até o final do século XXI, se ações de mitigação drásticas não forem tomadas.
Existem várias fontes de dados climáticos que podem apoiar o planejamento para a mudança climática.
Recursos adicionais
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Links úteis
Recursos adicionais
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Site do IPCC 
Páginas do clima da OMM
Marco Global para Serviços Climáticos (GFCS)
Programa Mundial sobre o Clima (WCP)
Portal do conhecimento sobre mudança climática, do Banco Mundial
Mudança climática global – NASA
Iniciativa mudança climática – ESA
Portal comunitário de dados – NCAR
Max Planck: a atmosfera no sistema da Terra
Páginas sobre mudança climática – “The Guardian”
Aquecimento global – “National Geographic” 
UN CC:Learn
Leituras recomendadas 
Cambridge University (2013). Climate Change: Action, Trends and Implications for Business 
IPCC (2013). Climate Change 2013, The Physical Science Basis - Summary for Policymakers 
UNEP (2009). Climate Change Science Compendium
UNEP (2009). Climate in Peril, A Popular Guide to the Latest IPCC Reports 
WMO (2013). The Global Climate 2001–2010, A Decade of Climate Extremes
Recursos adicionais
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Principais referências
IPCC (2007). Climate Change 2007 - Synthesis Report 
IPCC (2013). Climate Change 2013, The
Physical Science Basis - Summary for Policymakers 
UNEP (2009). Climate in Peril, A Popular Guide to the Latest IPCC Reports 
UNEP (2012). The Emissions Gap Report 2012 
WMO (2012). Greenhouse Gas Bulletin 
WMO (2009). A History of Climate Activities 
WMO website. Climate
Recursos adicionais
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comuns. O vapor d’água é o gás de efeito estufa mais importante, e o dióxido de carbono (CO2) é o segundo mais importante. O metano, o óxido nitroso, o ozônio e vários outros gases presentes na atmosfera em pequenas quantidades também contribuem para o efeito estufa.
Frequently Asked Questions – What is the Greenhouse Effect? of the IPCC Report Climate Change 2007: The Physical Science Basis
Vídeo da NASA sobre o 
efeito estufa
https://www.youtube.com/watch?v=mk_aw4HYv6g&list=PLuaYSS3ezmQDuD5X1Zk9RaLXLuxoGmzoJ&index=11autoplay=1&autohide=1&rel=0 
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Entenda como o vapor d'água, o dióxido de carbono e outros gases causam o efeito estufa na Terra.
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Você sabe como o efeito estufa mantém a temperatura da superfície da Terra? Esse vídeo do Observatório da Terra, da Nasa (Nasa’s Earth Observatory), explica isso de maneira gráfica. 
Fatores que determinam o clima – 
“forçantes climáticas”
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Fonte: Centro Nacional de Dados Climáticos da NOAA (NOAAA National Climatic Data Center)
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O efeito estufa natural é parte de um sistema equilibrado de transferência e transformação de energia na atmosfera, na superfície terrestre e nos oceanos. O clima da Terra permanece em grande parte estável, porque a energia recebida é igual à perdida (o balanço de energia é equilibrado). No entanto, existem fatores que causam grandes mudanças no sistema climático. Como esses fatores induzem ou “forçam” o sistema a mudar, são chamados de "forçantes”. A mudança de fluxos de energia causados ​​por esses vetores são quantificados na forma de forçamento radiativo (FR). O FR positivo leva ao aquecimento da superfície, o FR negativo leva ao resfriamento da superfície. 
Durante o último milênio, mudanças na produção de energia do sol, erupções vulcânicas e o aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera foram as forçantes mais importantes. O forçamento radiativo total tem sido positivo, o que levou a uma captação de energia pelo sistema climático. O gráfico mostra que o aumento da concentração atmosférica de CO2 desde 1750 é o fator que mais contribuiu para o forçamento radiativo total. 
IPCC (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers, p. 11.
Variações climáticas naturais – 
exemplo do El Niño e da La Niña
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Fonte: NOAA. Informações adicionais no site da OMM.
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Mudanças no sistema climático resultantes de forçantes climáticas não devem ser confundidas com variações climáticas naturais. Na verdade, mesmo em um período relativamente estável, os sistemas que compõem e influenciam o clima global flutuam naturalmente. Essas variações ou “oscilações”, como são chamadas frequentemente (porque elas oscilam entre dois estados principais) podem ter um grande efeito sobre o clima, tanto em nível local quanto em escala global. Exemplos disso são os fenômenos El Niño, La Niña e El Niño a Oscilação Sul (ENOS). A ENOS é um padrão climático que ocorre aproximadamente a cada cinco anos, no Oceano Pacífico tropical. O El Niño (espanhol para menino) descreve um extenso aquecimento da superfície do oceano em todo o Pacífico equatorial central e oriental, com duração de três ou mais estações (ver área vermelha perto do equador no globo à esquerda). Quando essa região oceânica muda para temperaturas abaixo do normal, ela é chamada La Niña (espanhol para menina, ver área azul perto do equador no globo à direita). 
Site da OMM.
Mudança climática e aquecimento global
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Informações adicionais no site da OMM.
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Desde o início do século XX, os cientistas têm observado uma mudança no clima que não pode ser atribuída apenas a uma das influências “naturais” do passado. Essa mudança no clima, também conhecida como aquecimento global, ocorreu mais rapidamente do que qualquer outra mudança do clima registrada por seres humanos. 
A principal causa do aquecimento global é o aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera desde a Revolução Industrial, no final do século XVIII. O aumento da quantidade de gases que absorvem e re-emitem a radiação térmica resulta em mais calor retido na atmosfera e, assim, em um aumento da temperatura média global da superfície terrestre. O aumento da temperatura também leva a outros efeitos sobre o sistema climático. Juntos, esses efeitos são conhecidos como mudanças climáticas antrópicas (causadas por seres humanos). 
Site da OMM.
Informações adicionais
Adicionar maior quantidade de um gás de efeito estufa na atmosfera, como CO2, intensifica o efeito estufa e, assim, aquece o clima da Terra. A quantidade de aquecimento depende de vários mecanismos de retroalimentação. Por exemplo, à medida que a atmosfera aquece devido ao aumento dos níveis de gases de efeito estufa, a concentração de vapor d'água atmosférico aumenta, o que intensifica ainda mais o efeito estufa. Isso, por sua vez, causa mais aquecimento, o que provoca um aumento adicional de vapor d'água, em um ciclo de autorreforço. Essa retroalimentação do vapor d'água pode ser forte o suficiente para praticamente dobrar o aumento do efeito estufa devido ao CO2 adicional.
IPCC (2007). Frequently Asked Questions – What is the Greenhouse Effect?
Aquecimento global
Refere-se ao aquecimento geral do planeta, com base na temperatura média da superfície da Terra como um todo
Mudança climática
Refere-se a mudanças nas características do clima, incluindo temperatura, umidade, precipitação, vento e eventos climáticos severos durante períodos longos
Mudança observada na temperatura da superfície (1901-2012)
Fonte: IPCC, 2013, p. 4. 
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
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Tendência (°C ao longo do período)
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Este diagrama indica a mudança observada na temperatura media da superfície terrestre entre 1901 e 2012. Isso mostra que quase todo o globo sofreu um aquecimento da superfície. 
De acordo com o IPCC, a temperatura média da superfície global aumentou 0,85oC durante o período de 1880-2012.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers (pagina 4)
Ferramentas para prever e projetar mudanças no clima
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Fonte: IPCC, 2013; site do IPCC. Informações adicionais no site da OMM. 
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Os cientistas não apenas observam mudanças passadas no clima, mas também tentam analisar possíveis mudanças futuras. Para esse fim, desenvolveram uma série de ferramentas. Assim como um arquiteto pode construir um modelo em escala de um edifício para compreender e prever o comportamento da construção, também os cientistas do clima podem construir um modelo computadorizado do sistema climático para compreender e prever seu comportamento. Uma das entradas para um modelo climático são cenários de emissões, que estimam futuros lançamentos de gases de efeito estufa e aerossóis para a atmosfera com base em premissas relativas, por exemplo, aos desenvolvimentos socioeconômicos e tecnológicos futuros. As saídas de um modelo climático alimentam uma projeção climática, ou seja, uma resposta simulada do sistema climático a determinado cenário de emissões. Essa dependência de cenários de emissões diferencia projeções climáticas de previsões climáticas que se baseiam em condições conhecidas no presente e em suposições sobre os processos físicos que irão determinar alterações
futuras. 
Site da OMM.
Previsão do clima
A previsão do clima é uma tentativa de produzir uma estimativa da evolução em andamento do clima no futuro.
Cenário de emissões
Cenários de emissões descrevem futuras emissões para a atmosfera de gases de efeito estufa, aerossóis e outros poluentes e, juntamente com informações sobre uso e cobertura do solo, fornecem insumos para os modelos climáticos.
Modelo climático
É uma representação numérica do sistema climático baseada nas propriedades físicas, químicas e biológicas dos componentes do sistema, suas interações e seus processos de retroalimentação (feedback), e contabiliza algumas de suas propriedades conhecidas. 
Projeção do clima
Uma projeção climática é a resposta simulada do sistema climático a um cenário de futuras emissões ou concentrações de gases de efeito e aerossóis, geralmente obtida por meio de modelos climáticos.
Mudança prevista na temperatura média da superfície
Fonte: IPCC, 2013, p. 20.
Cenário RCP 8,5
Cenário RCP 2,6
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Período de tempo: 1986-2005 a 2081-2100
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Esta figura ilustra a mudança prevista (ou seja, futura) na temperatura média da superfície para dois cenários diferentes. As projeções são para o final do século XXI 
(2081-2100) e são dadas em relação a média do período 1986-2005. A projeção à esquerda baseia-se em um cenário com emissões relativamente limitadas de gás de efeito estufa (RCP 2,6), ao passo que a projeção à direita se baseia em um cenário com emissões de gases de efeito estufa muito elevadas (RCP 8,5). O RCP 2,6 projeta um aumento de 0,3°C a 1,7°C na temperatura média da superfície em comparação aos tempos pré-industriais, ao passo que o RCP 8,5 projeta um aumento de 2,6°C a 4,8°C em 2081-2100.
IPCC (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers.
Informações adicionais
Projeções de mudanças no sistema climático são baseadas em uma hierarquia de modelos climáticos que variam de modelos climáticos simples, passando por modelos complexos intermediários, até modelos climáticos abrangentes, bem como modelos do sistema da Terra. Com base em um conjunto de cenários de forçantes antrópicas, os módulos simulam mudanças. Os Caminhos Representativos de Concentração (Representative Concentration Pathways – RCPs) são um novo conjunto de cenários utilizados para o 5º Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC).
A mudança climática tem impacto sobre:
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
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A mudança climática tem impacto sobre quase todos os aspectos de nossas vidas. Nossos ecossistemas sofrem perda de biodiversidade e de hábitat, e sistemas humanos, como a saúde, serão impactados negativamente, por exemplo, pela propagação de vetores de doenças, como mosquitos. A mudança climática também no desafia a repensar nossos sistemas urbanos (incluindo transportes e edifícios) e a forma como fazemos negócios (incluindo oportunidades de negócios “verdes”). Os impactos da mudança climática também podem resultar em conflitos ou forçar as pessoas a migrar (por exemplo, de áreas costeiras de baixa altitude). 
Ecossistemas 
Biodiversidade, armazenamento de carbono, hábitats…
Sistemas humanos 
Agricultura, água potável, saúde…
Sistemas urbanos 
Transportes, edifícios, estilo de vida…
Sistemas econômicos 
Energia, manufatura, indústrias de capital natural…
Sistemas sociais 
Equidade, migração, paz e conflito…
A ciência da mudança climática permite-nos:
Compreender como e por que o clima está mudando
Avaliar a forma como os seres humanos estão influenciando o clima
Projetar como o clima pode mudar no futuro
Apoiar a formulação de políticas/decisões e 
de mudanças de comportamento
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Fonte: National Science Foundation
Crédito da foto: Site do Niwot Ridge lter/John W. Marr
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Em todo o mundo, cientistas tentam entender melhor como o clima está mudando, que mudanças podemos esperar no futuro e qual o papel das atividades humanas. Embora haja um debate sobre a probabilidade de determinadas mudanças acontecerem e os mecanismos de suas causas, há um amplo consenso científico de que (1) o aquecimento do sistema climático é inequívoco e (2) que a influência humana sobre o sistema climático é clara. 
IPCC (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis – Summary for Policymakers. 
Por que a ciência da mudança climática é importante?
Dados e previsões meteorológicas são
 importantes para:
planejamento de curto prazo
respostas de emergência 
Os modelos climáticos ajudam a prever 
cenários climáticos de longo prazo
Contribui para avaliações de vulnerabilidade e 
planejamento da adaptação
Promove um desenvolvimento resiliente ao clima e evita
mal-adaptação
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
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A ciência da mudança climática fornece informações importantes para a tomada de decisão em vários níveis. Por exemplo, dados e previsões meteorológicas podem nos ajudar a determinar o melhor momento de realizar uma colheita. Também podem nos ajudar a planejar adequadamente respostas a emergências, em caso de perigos relacionados com o clima, como ciclones. Os modelos climáticos ajudam a prever cenários climáticos de longo prazo e são importantes para o planejamento pró-ativo. 
História da ciência da mudança climática
Seção 1: Introdução à ciência da mudança climática
Informações adicionais no site da BBC.
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Já em 1824, o físico francês Joseph Fourier foi o primeiro a descrever o "efeito estufa" natural da Terra. Em 1861, o físico irlandês John Tyndall mostrou que CO2 e H2O podem causar alterações no clima. Em 1895, o químico sueco Svante Arrhenius concluiu que a queima de carvão na era industrial iria aumentar o efeito estufa natural. Em 1938, o engenheiro britânico Guy Callendar demonstrou que as temperaturas haviam aumentado ao longo do século anterior, devido ao aumento das concentrações de CO2. O "efeito Callendar" foi amplamente rejeitado. Em 1958, o geoquímico Charles David Keeling foi contratado para monitorar continuamente os níveis de CO2 na atmosfera, com aumento visível na Antártida após apenas dois anos. Durante a década de 1970, outros gases de efeito estufa – CH4, N2O e CFCs – foram amplamente reconhecidos como importantes gases de efeito estufa antrópicos e, em 1979, a Primeira Conferência Mundial do Clima foi realizada em Genebra, o que levou à criação do Programa Mundial do Clima. Em 1988, o Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) foi criado pela Organização Meteorológica Mundial (OMM, ou WMO em inglês) e pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA, ou UNEP em inglês). Em 1990, o IPCC apresentou o Primeiro Relatório de Avaliação sobre o estado da mudança climática, prevendo um aumento de 0,3°C por década no século XXI. 
IPCC (2007). Fourth Assessment Report, Chapter One - Historical Overview of Climate Change Science.
Zillman, J. (2009). A History of Climate Activities. 
Knight, M. for CNN (2008). A Timeline of Climate Change Science.
BBC Website.
1824
Argumentou-se que a temperatura da Terra pode ser aumentada pela interferência na atmosfera
1861
Indicação de que CO2 e H2O podem causar mudanças no clima
1895
Primeira proposta da ideia de um efeito estufa provocado pelo ser humano
1938
Prova de que a duplicação da concentração de CO2 atmosférico
resultou em aumento de 2°C da temperatura global média
1950
Início do campo científico interdisciplinar do ciclo do carbono
1958
Medições de alta precisão da concentração de CO2 atmosférico
Década de 1970
Outros gases de efeito estufa amplamente reconhecidos
1979
Primeira Conferência Mundial sobre o Clima, em Genebra
1988
Estabelecimento do Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima (IPCC)
1990
Primeiro relatório do IPCC
 
Vetores antrópicos da mudança climática
Seção 2
Módulo 1: Introdução à ciência da mudança climática 
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Esta seção discute o principal vetor antrópico da mudança climática, ou seja, o aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera. A seção começa com uma visão geral dos mais importantes gases de efeito estufa emitidos pelos seres humanos. Em seguida, discute cada gás de forma mais aprofundada, examinando (1) qual a importância do gás em termos de aquecimento global e (2) como sua concentração na atmosfera evoluiu ao longo do tempo. A seção termina com um gráfico que apresenta a extensão da influência humana no sistema climático.
Vídeo do IPCC sobre a influência 
humana no sistema climático
https://www.youtube.com/watch?v=fgNOyZnskzs&list=PLuaYSS3ezmQDuD5X1Zk9RaLXLuxoGmzoJ&index=13autoplay=1&autohide=1&rel=0 
O vídeo resume as principais conclusões do Relatório IPCC 2013 sobre a base de ciência física da mudança climática.
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
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O Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima (IPCC) produziu um vídeo com base na ciência física da mudança climática. Ele analisa as evidências de como o clima mudou no passado e no presente, quais são as causas dessas mudanças, bem como os possíveis cenários futuros.
Visão geral dos gases de efeito estufa regulados nos termos do Protocolo de Quioto
	Gases de efeito estufa	Potencial de aquecimento global (GWP) (período de 100 anos)	% do total de emissões antrópicas de GEE (2010) 
	Dióxido de carbono (CO2)	1	 76%
	Metano (CH4)	25	 16%
	Óxido nitroso (N2O)	298	 6%
	Hidrofluorocarbonetos (HFCs)	124-14.800	
~ 18% para o forçamento radiativo total por GEEs de
longa vida) 
Aproximadamente 40% do metano é emitido para a atmosfera por fontes naturais 
Cerca de 60% resulta de atividades humanas 
Permanece na atmosfera durante cerca de 
12 anos 
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
Fonte: IPCC, 2007; WMO, 2013.
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O segundo GEE antrópico mais significativo é o metano (CH4), que contribui para aproximadamente 18% do total de forçamento radiativo por GEEs de longa vida. Aproximadamente 40% do metano é emitido para a atmosfera por fontes naturais (por exemplo, zonas úmidas e cupins). Cerca de 60% vem de atividades humanas (por exemplo, pecuária, cultivo de arroz, exploração de combustíveis fósseis, aterros sanitários e queima de biomassa). O metano é, em grande parte, removido da atmosfera por meio de reações químicas e persiste por cerca de 12 anos. Assim, embora o metano seja um importante gás de efeito estufa, a duração de seu efeito é relativamente curta. 
IPCC (2007). Fourth Assessment Report, Working Group I - The Physical Science Basis. 
WMO (2013). Greenhouse Gas Bulletin, p. 3. 
WMO (2013). Greenhouse Gas Concentrations in Atmosphere Reach New Record.
Concentração de CH4 na atmosfera e taxas anuais de crescimento
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
Fonte: WMO, 2013.
Desde 1750, 
a concentração de CH4 na atmosfera aumentou 150%.
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Este slide mostra a concentração atmosférica de metano entre 1984 e 2012 na Figura (a), enquanto a Figura (b) mostra a média anual da taxa de crescimento. A concentração de CH4 mais do que dobrou desde os tempos pré-industriais (de cerca de 700 partes por bilhão [ppb], em 1750, para 1.819 ppb em 2012). Desde 2007, o metano atmosférico tem aumentado novamente após um período estacionado. 
WMO (2013). Greenhouse Gas Bulletin, p. 3. 
WMO (2013). Greenhouse Gas Concentrations in Atmosphere Reach New Record.
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Em foco: o ciclo do carbono
Fonte: UNEP
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
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O carbono em suas várias formas (como CO2 e CH4) é continuamente reciclado na Terra e nunca é destruído. O diagrama ilustra as muitas formas pelas quais o carbono é liberado e acumulado no ambiente. O carbono pode ser armazenado durante períodos relativamente curtos em organismos vivos (ou seja, plantas e animais) ou ao longo de milhares de anos nos oceanos. Ele também pode ser armazenado ao longo de milhões de anos em rochas ou fósseis. O diagrama mostra, ainda, como os seres humanos têm afetado o ciclo do carbono. Antes de os seres humanos usarem ​​combustíveis fósseis para energia, o ciclo do carbono era relativamente equilibrado (isto é, a quantidade total de carbono na atmosfera permaneceu constante). Ao remover o carbono do armazenamento subterrâneo de longo prazo (petróleo, gás etc.) e o lançar para a atmosfera, os seres humanos alteraram o equilíbrio do ciclo do carbono, o que, por sua vez, afetou o clima global. A remoção de carbono armazenado por meio do desmatamento também agrava ainda mais esse processo.
UNEP (2009). Climate in Peril, p. 14.
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Gases de efeito estufa importantes: 
óxido nitroso (N2O)
O terceiro gás de efeito estufa mais importante (contribui com ~ 6% do forçamento radioativo total por GEEs de longa vida )
Permanece na atmosfera por cerca de 114 anos
O óxido nitroso é emitido para a atmosfera a partir de fontes naturais (cerca de 60%) e fontes antrópicas (aproximadamente 40%)
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
Fonte: IPCC, 2007; WMO, 2013.
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O óxido nitroso é o terceiro GEE mais significativo e contribui para cerca de 6% do forçamento radiativo devido aos LLGHGs. As fontes humanas primárias de N2O são a produção de fertilizantes e seu uso na agricultura e em diversos processos industriais. Estima-se que o N2O permaneça na atmosfera por cerca de 114 anos. Seu impacto sobre o clima, ao longo de um período de 100 anos, é 298 vezes maior do que o da emissão equivalente de dióxido de carbono. Ele também desempenha um papel importante na destruição da camada de ozônio estratosférico que nos protege dos raios ultravioletas nocivos do sol.
IPCC (2007). Fourth Assessment Report, Working Group I - The Physical Science Basis. 
WMO (2013). Greenhouse Gas Bulletin, p. 3. 
WMO (2013). Greenhouse Gas Concentrations in Atmosphere Reach New Record.
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Concentração de N2O na atmosfera e taxas anuais de crescimento
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
Fonte: WMO, 2013.
Desde 1750, a concentração de N2O na atmosfera aumentou 20%.
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A concentração de N2O tem aumentado ao longo dos últimos 30 anos. Sua concentração atmosférica em 2012 era de cerca de 325,1 partes por bilhão (ppb), o que representa 20% a mais do que o nível pré-industrial (de 270 ppb). 
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Gases de efeito estufa importantes: 
gases fluorados 
Potencial de aquecimento global (GWP) até 23.000 vezes maior do que o do dióxido
de carbono 
Permanecem na atmosfera por até 
50.000 anos
Três grupos principais: hidrofluorocarbonetos (HFCs), perfluorocarbonetos (PFCs) e hexafluoreto de enxofre (SF6)
Principalmente desenvolvidos como substitutos de substâncias que destroem a camada de ozônio 
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
Fonte: IPCC, 2007. Informações adicionais no site EPA, CE.
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Os gases fluorados são uma família de gases feitos pelo ser humano usados ​​em uma série de aplicações industriais. Fontes incluem fluidos refrigerantes, ares-condicionados, solventes, produção de alumínio e magnésio etc. Muitos gases fluorados têm potencial de aquecimento global (GWP) muito alto em relação a outros gases de efeito estufa. Isso significa que pequenas concentrações atmosféricas podem ter grandes efeitos sobre as temperaturas globais. Eles também podem ter tempos de vida longos na atmosfera, com duração, em alguns casos, de milhares de anos. Os gases fluorados são removidos da atmosfera apenas quando são destruídos pela luz solar na camada mais alta da atmosfera. Em geral, os gases fluorados são o tipo mais potente e mais duradouro de gases de efeito estufa emitidos por atividades humanas. Existem três categorias principais de gases fluorados: hidrofluorocarbonetos (HFCs), perfluorocarbonetos (PFCs) e hexafluoreto de enxofre (SF6). 
Site EPA.
Informações adicionais
Hidrofluorocarbonetos (HFCs) são o grupo mais comum de F-gases. Eles são usados ​​em vários setores e aplicações, como fluidos refrigerantes em equipamentos de refrigeração, ar-condicionado e bombas de calor; como agentes de dispersão para espumas; como solventes; assim como em extintores de incêndio e aerossóis.
Perfluorocarbonetos (PFCs) são normalmente utilizados no setor de eletrônicos (por exemplo, para a limpeza de plasma de bolachas de silício), bem como na indústria cosmética e farmacêutica. No passado, os PFCs também foram usados ​​em extintores de incêndio e ainda podem ser encontrados em sistemas de proteção contra incêndios mais antigos. O hexafluoreto de enxofre (SF6) é utilizado principalmente como gás isolante em comutadores de alta tensão e na produção de magnésio e alumínio.
Site EC.
Gases de efeito estufa controlados pelo Protocolo
de Montreal 
O Protocolo de Montreal teve como objetivo eliminar as substâncias que destroem a camada de ozônio
Substâncias regulamentadas pelo Protocolo de Montreal também são poderosos gases de efeito estufa
Por exemplo, os clorofluorocarbonetos (CFC) contribuem com ~ 12% para o forçamento radiativo por GEEs de longa vida
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
Fonte: IPCC, 2007; WMO, 2013. Informações adicionais no site NOAA.
Fonte: EPA.
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Alguns gases de efeito estufa não foram incluídos no Protocolo de Quioto porque já são regulamentados pelo Protocolo de Montreal sobre Substâncias que Destroem a Camada de Ozônio, que entrou em vigor em 1989. O Protocolo de Montreal inclui, por exemplo, clorofluorocarbonetos (CFCs), que contribuem com cerca de 12% para o total de forçamento radiativo por GEEs de longa vida. Os CFCs podem permanecer na atmosfera por mais de 1.000 anos. Os CFCs têm um potencial de aquecimento global (GWP) que varia de 4.750 a 14.400 (intervalo de tempo de 100 anos). Os CFCs são usados ​​na fabricação de aerossóis, agentes de dispersão para espumas e materiais de embalagem, como solventes e como fluidos refrigerantes. 
Site NOAA.
IPCC (2007). Fourth Assessment Report, Working Group I - The Physical Science Basis.
WMO (2013). Greenhouse Gas Bulletin.
A concentração de SF6 e halocarbonos na atmosfera
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
Fonte: WMO, 2013.
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Este slide mostra a evolução das concentrações atmosféricas de hexafluoreto de enxofre (SF6) (gráfico à esquerda) e diversos CFCs e gases fluorados (gráfico à direita). As concentrações de CFCs, que são controlados pelo Protocolo de Montreal, estão em declínio. No entanto, os hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e hidrofluorcarbonetos (HFC), que também são potentes gases de efeito estufa, estão aumentando a taxas relativamente rápidas. 
WMO (2013). Greenhouse Gas Bulletin.
É extremamente provável que mais de 50% do aquecimento desde 1951 seja devido ao aumento dos gases de efeito estufa e outras forçantes antrópicas atuando em conjunto.
Influência humana sobre o sistema climático
Fonte: IPCC, 2013. Informações adicionais no site da WMO.
Seção 2: Vetores antrópicos da mudança climática
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Esta figura ilustra o importante impacto das atividades humanas sobre o clima. Ela mostra a contribuição de diferentes fatores antrópicos e naturais para o aumento de temperatura observado de cerca de 0,6°C desde 1951 (barra preta). O gráfico mostra que gases de efeito estufa, como dióxido de carbono, metano e óxido nitroso (barra verde) são as principais causas da alteração da temperatura observada. A barra amarela mostra a influência dos aerossóis (partículas minúsculas encontrados na atmosfera) que têm um efeito forçante negativo (refrigeração) sobre o clima. Na verdade, os aerossóis e sua interação com as nuvens compensam parte substancial do forçamento radiativo positivo por GEEs. Aerossóis atmosféricos não devem ser confundidos com sprays de aerossol que, muitas vezes, contêm gases de efeito estufa e, portanto, têm um efeito forçante radiativo positivo.
No geral, a atividade humana levou ao forçamento radiativo positivo (aquecimento global), como indicado pela barra laranja. O forçamento radiativo devido a mudanças na produção de energia do sol e erupções vulcânicas teve um papel menor no período de referência.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – pages 03 – 04
Informações adicionais
Aerossóis atmosféricos são capazes de alterar o clima em dois aspectos importantes: 
eles dispersam e absorvem a radiação solar e infravermelha; e
eles podem mudar as propriedades microfísicas e químicas das nuvens e, possivelmente, sua vida e sua extensão. 
A dispersão da radiação solar atua para resfriar o planeta, enquanto a absorção da radiação solar por aerossóis aquece o ar diretamente em vez de permitir que a luz solar seja absorvida pela superfície da Terra. O forçamento radiativo total de todos os tipos de aerossóis é negativo. Aerossóis também causam um forçamento radiativo negativo indiretamente por meio das mudanças que causam nas propriedades das nuvens. 
Site da OMM
 
Tendências e impactos observados da mudança climática
Seção 3
Módulo 1: Introdução à ciência da mudança climática 
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Esta seção descreve algumas das principais mudanças observadas no clima desde a Revolução Industrial. Ela examina mudanças na temperatura da superfície, nos níveis de precipitação, no aquecimento e na acidificação dos oceanos, no aumento do nível do mar, na extensão do gelo do Mar Ártico, bem como mudanças observadas nos sistemas físicos e biológicos. A seção é concluída com uma discussão sobre se o recente aumento dos eventos climáticos extremos (como ciclones e inundações) pode ser atribuído a mudanças climáticas antrópicas. 
Anomalia observada na temperatura da superfície (1850-2012)
Fonte: IPCC, 2013, p. 4. 
Seção 3: Tendências e impactos observados da mudança climática
Média global da temperatura da superfície da terra e do oceano 
A superfície terrestre apresentou sucessivamente nas três últimas décadas temperaturas mais quentes do que em qualquer década anterior desde 1850.
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Esta figura ilustra como a temperatura média da terra e da superfície do oceano mudou entre 1850 e 2012. A temperatura média anual sempre variou, com alternância de períodos frios e quentes. No entanto, é evidente que cada uma das últimas três décadas foi sucessivamente mais quente na superfície terrestre do que em qualquer década anterior desde 1850. 
O aumento de temperatura é generalizado em todo o mundo, mas há variações regionais importantes. O aquecimento foi mais acentuado nas regiões polares setentrionais.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – pages 03 - 04
Mudança observada na precipitação anual sobre Terra
Fonte: IPCC, 2013, p. 6.
Seção 3: Tendências e impactos observados da mudança climática
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As observações mostram que têm ocorrido mudanças na quantidade, na intensidade, na frequência e no tipo de precipitação. Esses aspectos de precipitação geralmente apresentam grande variabilidade natural, e o El Niño e outras flutuações climáticas naturais têm uma influência substancial. Ao longo do século passado, no entanto, foram observadas tendências pronunciadas de longo prazo na quantidade de precipitação: significativamente mais úmido no leste da América do Norte e da América do Sul, norte da Europa e norte e centro da Ásia; mas mais seco no Sahel, no sul da África, no Mediterrâneo e no sul da Ásia. Além disso, foram observados aumentos de eventos de alta precipitação em toda parte, mesmo em lugares onde as quantidades totais diminuíram. Os dois mapas mostram a mudança de precipitação observada de 1901 a 2010 e de 1951 a 2010. 
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 03
Aquecimento observado dos oceanos 
(1950-2010)
Fonte: IPCC, 2013, p. 8.
Mais de 60% do aumento líquido de energia no sistema climático é armazenado na parte superior do oceano (período de 1971-2010).
Seção 3: Tendências e impactos observados da mudança climática
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O aquecimento dos oceanos determina o aumento da energia armazenada no sistema climático. Os oceanos representam mais de 90% da energia acumulada entre 1971 e 2010. Mais de 60% do aumento líquido
de energia é armazenado na parte superior do oceano (entre 0 e 700 metros) e cerca de 30% é armazenado no oceano abaixo de 700 metros. O aquecimento dos oceanos é maior perto da superfície: os 75 metros superiores tiveram um aumento de 0,11°C por década durante o período de 1971-2010.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 8
Acidificação observada do oceano
Fonte: IPCC, 2013, p. 10.
Seção 3: Tendências e impactos observados da mudança climática
“One UN“ Plataforma para Serviços de Treinamento em Mudança Climática: UN CC:Learn
Cerca de 30% das emissões antrópicas de CO2 foram absorvidas pelos oceanos. Isso leva à acidificação dos oceanos. A curva verde na figura mostra a redução do pH das águas superficiais do oceano desde o final dos anos 1980. De acordo com o IPCC, o pH das águas superficiais do oceano diminuiu em 0,1 desde o início da era industrial.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 10
Elevação observada do nível do mar 
(1900-2010)
Fonte: IPCC, 2013, p. 8.
Durante o período de 1901 a 2010, o nível médio global do mar aumentou 0,19 metros.
Seção 3: Tendências e impactos observados da mudança climática
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A taxa de aumento do nível do mar desde meados do século XIX foi maior do que a taxa média durante os dois milênios anteriores. Ao longo do século passado, o nível médio global do mar aumentou 0,19 metros. Juntas, a perda de massa de geleiras e a expansão térmica oceânica devidas ao aquecimento respondem por cerca de 75% do aumento do nível médio global do mar observado desde o início da década de 1970.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 08
Diminuição da extensão do gelo observada no Mar Ártico (1900-2010)
Fonte: IPCC, 2013, p. 7.
Seção 3: Tendências e impactos observados da mudança climática
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Ao longo das duas últimas décadas, a Groenlândia e as geleiras da Antártida têm perdido massa, as geleiras continuaram a encolher em quase todo o mundo, e o gelo do Mar Ártico continuou a diminuir em extensão. O gráfico ilustra a diminuição da extensão do gelo marinho no Ártico no verão entre 1900 e 2010. A extensão espacial diminuiu em cada estação desde 1979.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 07.
Mudanças observadas nos sistemas físicos e biológicos
Fonte: UNEP, 2009, p. 13.
Seção 3: Tendências e impactos observados da mudança climática
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Este slide mostra uma série de mudanças que têm sido observadas em sistemas físicos (azul) e biológicos (verde), entre 1970 e 2004. Mudanças biológicas incluem, por exemplo, a perda de espécies e alterações em ecossistemas. As alterações físicas incluem, por exemplo, mudanças na cobertura de neve, assim como mudanças na densidade/cobertura e escoamento das geleiras. As porcentagens associadas às observações indicam quantas das alterações relatadas se devem ao aquecimento do ambiente. 
UNEP (2009). Climate in Peril.
Em foco: a mudança climática é culpada pelos eventos climáticos extremos?
Fonte: UNEP, 2009, p. 12. Informações adicionais no site da OMM.
Ano
Número de eventos
Seção 3: Tendências e impactos observados da mudança climática
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Sempre que um episódio de clima extremo – onda de calor, inundação, seca etc. – vira manchete, muitas pessoas tendem a culpar a mudança climática induzida pelo ser humano. Contudo, que evidências científicas existem para usar o aquecimento global como explicação para eventos extremos individuais, como um ciclone? Em primeiro lugar, determinar se um único evento extremo específico se deve a uma causa específica, como o aumento de gases de efeito estufa, é difícil, se não impossível, por duas razões: 1) eventos climáticos extremos são causadas por uma combinação de fatores e 2) uma ampla gama de eventos extremos é uma ocorrência normal, mesmo em um clima que não está em mudança. 
Ao mesmo tempo, as observações mostraram grande aumento no número de furacões fortes em todo o planeta desde 1970. Especificamente, o número de furacões fortes aumentou cerca de 75% desde 1970. O IPCC aponta que uma tendência a tempestades de maior duração e maior intensidade está estreitamente correlacionada com a temperatura da superfície do mar tropical. Isso pode ser uma indicação de um nexo de causalidade entre o aquecimento global e a capacidade de destruição do furacão. No entanto, a alta variabilidade em tempestades e furacões tropicais ao longo de várias décadas e a falta de observação sistemática de alta qualidade antes das observações por satélite dificultam a detecção de tendências de longo prazo.
IPCC (2007). Frequently Asked Questions – Has There Been a Change in Extreme Events?
UNEP (2009). Climate in Peril.
Site da OMM.
 
Tendências e impactos projetados da mudança climática
Seção 4
Módulo 1: Introdução à ciência da mudança climática 
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Esta seção apresenta as projeções de tendências futuras e os impactos previstos da mudança climática sobre a temperatura da superfície, a precipitação, o pH do oceano, o nível do mar e a extensão do gelo marinho Ártico. A extensão desses impactos depende de como os níveis de emissões antrópicas irão evoluir ao longo das próximas décadas. Portanto, a seção apresenta impactos em um cenário de baixa emissão, bem como em um cenário de alta emissão. A seção termina com uma discussão sobre emissões cumulativas de CO2, e o significado de diferentes quantidades de emissões de CO2 para o clima futuro.
Em foco: caminhos representativos de concentração (RCPs) 
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
Conjunto de quatro novos cenários definidos pela comunidade científica para o Quinto Relatório de Avaliação do IPCC. 
Os quatro RCPs incluem:
um cenário de mitigação levando a um nível de forçante muito baixo (RCP 2,6);
dois cenários de estabilização (RCP 4,5 e RCP 6); e 
um cenário com emissões de gases de efeito estufa muito elevadas (RCP 8,5).
Os RCPs representam uma série de políticas climáticas do século XXI.
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Para o Quinto Relatório de Avaliação do IPCC, a comunidade científica definiu um conjunto de quatro novos cenários, denominados caminhos representativos de concentração (representative concentration pathways – RCPs). Esses quatro RCPs incluem um cenário de mitigação que leva a um nível de forçante muito baixo (RCP 2,6), dois cenários de estabilização (RCP 4,5 e RCP 6), e um cenário com emissões de gases de efeito estufa muito elevadas (RCP 8,5). Os RCPs podem, portanto, representar uma gama de políticas climáticas do século XXI, em comparação com a ausência de políticas climáticas do Relatório Especial sobre Cenários de Emissões (Special Report on Emissions Scenarios – SRES) utilizado no Terceiro e no Quarto Relatório de Avaliação. 
IPCC (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers.
A mudança na temperatura da superfície global pode atingir 4°C até o final do século XXI se nenhuma medida for tomada.
Mudança prevista na temperatura 
média da superfície
Fonte: IPCC 2013, p. 19.
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
“One UN“ Plataforma para Serviços de Treinamento em Mudança Climática: UN CC:Learn
Ao final do século XXI, a mudança na temperatura da superfície global provavelmente será superior a 1,5°C em relação aos níveis pré-industriais para todos os cenários RCP, exceto o RCP 2,6. É provável
que ultrapasse 2°C para o RCP 6,0 e o RCP 8,5. Desde o Terceiro Relatório de Avaliação do IPCC, aumentou a confiança de que um aumento de 1,5°C-2,5°C da temperatura média global acima dos níveis pré-industriais apresenta riscos significativos para muitos sistemas únicos e ameaçados, incluindo muitos hotspots de biodiversidade. Aproximadamente 20%-30% das espécies estarão em maior risco de extinção se o aquecimento global médio for superior a 1,5°C-2,5°C. Em termos de segurança alimentar e saúde humana, a produtividade das culturas de cereais em latitudes baixas diminuiria e a distribuição de alguns vetores de doenças (como os mosquitos que transmitem a malária) pode mudar. 
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 19.
Mudança na precipitação média projetada 
Fonte: IPCC, 2013, p. 20.
Cenário RCP 8,5
Cenário RCP 2,6
Período de tempo: 1986-2005 a 2081-2100
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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O IPCC projeta que, durante o século XXI, o contraste na precipitação entre as regiões úmidas e secas e entre estações chuvosas e secas irá aumentar. Isso significa que o aquecimento global aumenta os riscos de secas e enchentes. Especificamente, é muito provável que eventos extremos de precipitação se tornem mais intensos e mais frequentes na maior parte das massas terrestres de latitudes médias e em regiões tropicais úmidas. 
Os dois mapas ilustram mudanças projetadas na precipitação média anual para o final do século XXI sob diferentes cenários. Sob um cenário de baixa emissão (RCP 2,6 – mapa à esquerda) mudanças na precipitação média anual não excederão 20% em relação aos níveis de 1986-2005. No entanto, no cenário RCP 8,5 (mapa à direita) mudanças significativas na precipitação anual são esperadas. Nas latitudes elevadas e no Oceano Pacífico equatorial haverá um aumento da precipitação média anual, enquanto em muitas regiões secas de média latitude e subtropicais a precipitação média irá diminuir. 
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 18.
Informações adicionais
Como a mudança climática, várias influências diretas alteram a intensidade, a frequência e o tipo de precipitação. O aquecimento acelera a perda de água pela superfície do solo e aumenta o potencial de incidência e severidade das secas, o que tem sido observado em muitos locais no mundo inteiro. No entanto, uma lei da física bem estabelecida (a relação de Clausius-Clapeyron) determina que a capacidade de retenção de água da atmosfera aumenta em cerca de 7% para cada aumento de 1°C na temperatura. Como a precipitação vem principalmente de sistemas climáticos que se alimentam do vapor d'água armazenado na atmosfera, isso aumentou a intensidade da precipitação e o risco de tempestades e nevascas de maneira geral.
Projeções de temperatura e precipitação para o século XXI
https://www.youtube.com/watch?v=ZnolQ5gqcbk&list=PLuaYSS3ezmQDuD5X1Zk9RaLXLuxoGmzoJ&index=12autoplay=1&autohide=1&rel=0 
Este vídeo da NASA mostra como os padrões de temperatura e precipitação podem mudar ao longo do século XXI. 
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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Ao combiner dados de diversos modelos climáticos utilizados pelo IPCC, este vídeo mostra as mudanças esperadas na temperatura e precipitação para o século XXI. 
Mudança projetada do pH da superfície oceânica 
Fonte: IPCC, 2013, p. 25.
Cenário RCP 8,5
Cenário RCP 2,6
Período de tempo: 1986-2005 a 2081-2100
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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Atualmente, o pH médio da superfície oceânica é de cerca de 8,1. As projeções apontam para o aumento da acidificação dos oceanos neste século devido ao aumento das concentrações de dióxido de carbono na atmosfera. Sob um cenário de baixa emissão (RCP 2,6 – mapa à esquerda), a acidificação dos oceanos será relativamente limitada. No entanto, no cenário RCP 8,5 (mapa à direita), pode-se esperar uma redução na média global de pH na superfície oceânica entre 0,30 e 0,32 unidades. Essa acidificação progressiva irá prejudicar criaturas marinhas com estrutura calcária externa (por exemplo, corais) e as espécies que dependem delas.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 25.
UNEP (2009). Climate in Peril, p. 30.
Elevação projetada do nível do mar
Fonte: IPCC, 2013, p. 24.
O nível médio global do mar vai continuar a subir durante o século XXI.
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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O nível médio do mar vai continuar a subir globalmente durante o século XXI (ver gráfico). O aumento projetado varia de 0,26 m a 0,98 m, dependendo do cenário. Em todos os cenários RCP, a taxa de aumento do nível do mar será superior à observada entre 1971 e 2010, devido à intensificação do aquecimento do oceano e à intensificação da perda de glaciares. 
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 24.
Projeção da extensão do gelo do mar no Hemisfério Norte em setembro
Fonte: IPCC, 2013, p. 20.
Cenário RCP 8,5
Cenário RCP 2,6
Média 2081-2100
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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Durante o século XXI, a cobertura de gelo do Mar Ártico continuará a encolher e perder espessura à medida que aumenta a temperatura média global da superfície. No cenário RCP 8.5, é provável que, antes de meados do século, o Oceano Ártico fique quase sem gelo no mês de setembro.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers – Page 23.
Impactos projetados da mudança climática na África
Fonte: UNEP, 2009, p. 32.
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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A África é um dos continentes mais vulneráveis ​​à mudança climática. A maior parte da África terá menos precipitação, com apenas a região centro-leste tendo um aumento. Até 2080, projeta-se um aumento de 5% a 8% das terras áridas e semi-áridas, sob diversos cenários. Já em 2020, entre 75 milhões e 250 milhões de pessoas ficarão expostas ao aumento do estresse hídrico devido à mudança climática. Estima-se que a produção agrícola, incluindo o acesso à alimentação, será severamente comprometida. Em alguns países, a produção agrícola que depende de chuvas pode cair até 50%. O aumento do nível do mar afetará grandes cidades em áreas costeiras de baixa altitude, como Alexandria, Cairo, Lomé, Cotonou, Lagos e Maçuá.
UNEP (2009). A Climate in Peril.
IPCC Report Climate Change 2007: Synthesis Report page 11. 
Impactos projetados da mudança climática na Ásia
Fonte: UNEP, 2009, p. 34.
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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Este slide detalha alguns dos impactos da mudança climática projetada para a região asiática. A cor azul claro indica regiões de permafrost que estão em risco de descongelamento. O derretimento das geleiras irá aumentar as inundações e as avalanches de pedras, além de afetar os recursos hídricos no Tibete, na Índia e em Bangladesh, causando redução na vazão dos rios e na disponibilidade de água doce à medida que as geleiras recuam. Mais de um bilhão de pessoas podem sofrer escassez de água até 2050. No Sudeste da Ásia, as regiões fortemente povoadas dos megadeltas, em especial, ficarão expostas ao risco de inundações. Cerca de 30% dos recifes de coral da Ásia
provavelmente serão perdidos nos próximos 30 anos devido a vários estresses e à mudança climática. Mudanças na precipitação irão aumentar as doenças diarreicas, principalmente associadas com inundações e secas. A cor verde indica o possível aumento da distribuição da malária.
UNEP (2009). A Climate in Peril.
IPCC Report Climate Change 2007: Synthesis Report page 11. 
Impactos projetados da mudança climática na América Latina
Fonte: UNEP, 2009, p. 37.
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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Este slide apresenta os impactos da mudança climática projetados para a região da América Latina. Como consequência da redução da precipitação e do degelo dos glaciares, a América Latina pode ter menos água, o que afetará o consumo humano, a agricultura e a geração de energia. O rendimento das culturas alimentares pode diminuir, com consequências negativas para a segurança alimentar. A América Latina também enfrenta risco de perda de biodiversidade significativa pela extinção de espécies em muitas áreas tropicais. Projeta-se que a redução da água no solo levará à substituição gradual da floresta tropical por savana no leste da Amazônia. Outro ecossistema em risco situado no Caribe são os recifes de coral, lar de muitos recursos marinhos vivos. A elevação do nível do mar aumentará o risco de inundações em áreas baixas, especialmente no Caribe. 
UNEP (2009). A Climate in Peril.
IPCC (2007). Climate Change 2007: Synthesis Report, p. 11.
Impactos previstos da mudança climática em pequenas ilhas
O aumento do nível do mar aumentará inundações, tempestades, erosões e 
outros riscos costeiros
Fonte: UNEP, 2006, p. 185.
Redução dos recursos de água doce
Invasão de espécies não nativas 
Efeitos sobre a segurança alimentar e a renda 
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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Muitas pequenas ilhas, como as situadas no Caribe e no Pacífico, sofrerão redução dos recursos hídricos, que passarão a ser insuficientes para atender à demanda durante os períodos de baixa pluviosidade. A elevação do nível do mar levará à contaminação da água doce por água salgada, tornando-a não potável. Também se espera que a elevação do nível do mar agrave inundações, tempestades, erosões e outros riscos costeiros, ameaçando, assim, infraestruturas vitais, assentamentos e instalações que contribuem para o sustento das comunidades das ilhas. A deterioração das condições costeiras e o branqueamento de corais reduzirá o valor desses destinos para o turismo. 
IPCC (2007). Climate Change 2007: Synthesis Report, p. 12.
“Encruzilhada do carbono”
Fonte: Universidade de Cambridge, 2013, p. 14.
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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Este diagrama mostra quatro futuros climáticos potenciais, dependendo de que políticas os governos adotarão para reduzir as emissões. Baseia-se nos quatro cenários utilizados no relatório 2013 do IPCC com base na ciência física da mudança climática.
IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers page 26.
O aquecimento global até 2100 e além: 
uma função das emissões cumulativas de CO2 
Para limitar a mudança climática, são necessárias reduções substanciais e sustentadas de emissões de gases de efeito estufa.
Fonte: IPCC, 2013, p. 26.
Seção 4: Tendências e impactos projetados da mudança climática
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O gráfico ilustra a relação linear que existe entre as emissões cumulativas de CO2 induzidas pelo ser humano (eixo horizontal) e os aumentos da temperatura média da superfície global (eixo vertical). Em outras palavras, mais emissões de CO2 levam a temperaturas médias da superfície mais elevadas. Como não podemos dizer exatamente quanto dióxido de carbono será emitido no futuro, existem diferentes cenários para as temperaturas globais no final deste século. Esses cenários variam de 2°C (linha azul – RCP 2,6) a cerca de 5°C (linha vermelha – RCP 8,5). Para ter uma chance maior do que dois em três de manter as temperaturas globais abaixo de 2°C (e evitar, assim, “mudanças climáticas perigosas”), as emissões cumulativas de CO2 não devem exceder 1.000 gigatoneladas de carbono (GtC). No entanto, desde 2011, mais de metade dessa quantidade, mais de 500 GtC, já foi emitido (linha preta). 
This translation of the page 26 of the IPCC Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers is therefore not an official translation by the IPCC. 
It has been provided by UNESCO with the aim of reflecting in the most accurate way the language used in the original text.  
Informações adicionais
O eixo horizontal na parte inferior do gráfico mostra as emissões cumulativas em gigatoneladas de carbono (GtC) enquanto o eixo superior indica os níveis de emissão em gigatoneladas de dióxido de carbono (GtCO2). 1 GtC corresponde a 3,667 GtCO2. 
 
Fontes de dados científicos
Seção 5
Módulo 1: Introdução à ciência da mudança climática 
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Esta seção apresenta uma visão geral das principais fontes de informações científicas sobre o clima, bem como sobre programas e instituições relevantes.
O Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima (IPCC)
Seção 5: Fontes de dados científicos
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O IPCC é o principal órgão internacional que sintetiza e avalia o conhecimento sobre mudança climática. Fundado em 1988 pelo PNUMA e pela Organização Meteorológica Mundial (OMM), o IPCC avalia todas as informações revisadas e publicadas sobre mudança climática. Agraciado com o Prêmio Nobel da Paz em 2007, o órgão formou uma rede de cientistas do clima, biólogos, economistas, sociólogos etc., de todos os continentes na Terra, para produzir relatórios sobre o estado do conhecimento da ciência da mudança climática, analisar os impactos sociais e econômicos da mudança climática e identificar possíveis adaptações e opções de mitigação. 
Principal órgão voltado à avaliação da mudança climática
Fundado em 1988 por PNUMA e OMM
Avalia informações científicas, técnicas e socioeconômicas 
Não realiza 
pesquisa 
Milhares de cientistas de todo o mundo contribuem para seu trabalho
Relatórios importantes publicados pelo IPCC
Seção 5: Fontes de dados científicos
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O IPCC publica diversos relatórios relevantes para o regime de mudança climática. Amplamente citados, os abrangentes relatórios de avaliação revisam a ciência mais recente sobre mudança climática, seus impactos, vulnerabilidade e adaptação, bem como opções de mitigação. Além desses relatórios, o IPCC também publica relatórios especiais sobre temas selecionados, por exemplo: fontes de energia renováveis, eventos extremos e desastres, cenários de emissões etc. O órgão também produz documentos de orientação metodológica e documentos técnicos.
Relatórios de avaliação
Primeiro relatório de avaliação (FAR)
Segundo relatório de avaliação (SAR)
Terceiro relatório de avaliação (TAR)
Quarto relatório de avaliação (AR4)
Quinto relatório de avaliação (AR5)
Relatórios especiais sobre:
Eventos extremos e desastres
Cenários de emissões 
Aviação
Captura e armazena-mento de carbono
Relatórios de metodologia
Orientação para inventários nacionais de gases de efeito de estufa
Trabalhos técnicos
A mudança do clima e água
Orientação para avaliaçao dos impactos da mudança do Clima
Uso do solo, mudança no uso do solo e florestas
Implicações das limitações de emissões de CO2