Plano de Aula - Mudanças Climáticas - Corrigido

Plano de Aula - Mudanças Climáticas

Público Alvo

            Alunos do 1º Ano do ensino médio em seu 4º bimestre – Esta sugestão de aula se dá para uma abordagem que juntamente com o assunto sobre o Sistema Solar, proponha uma discussão sobre mudanças climáticas no planeta Terra.

Justificativa

            Como o assunto tem sido alvo de constantes investidas da mídia, trazer o assunto à tona para os alunos é possibilitar uma discussão teórico/prática da intervenção do homem e da natureza no sentido de "vasculhar" todas as possibilidades de entender os reais motivos, agregando assim novos conhecimentos para a temática do aquecimento de nosso planeta. Ainda, por ser um tema que faz parte da realidade mundial tem a sua importância para problematização em sala de aula.

Objetivos Gerais

            Através das mudanças climáticas que vem ocorrendo em nosso planeta, pretende-se abordar a física num sistema dinâmico ao seu redor.

Objetivos Específicos

1.    Compreender algumas das dinâmicas da atmosfera da Terra e do clima, a partir da compreensão de alguns princípios físicos e químicos relacionados.

2.    Identificar um sistema termodinâmico.

3.    Identificar e caracterizar situações de equilíbrio térmico.

4.    Interpretar o papel fundamental da utilização da energia solar na sociedade atual.

5.    Entender a ação do homem na dinâmica da natureza.

Etapas

Aulas 1/2 - 90 min - Para o primeiro momento deste plano de aula o professor pode abordar o tema com as seguintes questões preliminares:

1) O que você entende por mudanças climáticas?

2) O homem tem alguma relação com as mudanças climáticas?

3) As mudanças climáticas apresentadas em noticiários recentes podem ter sido ocasionadas pelo homem? Como?

3) A natureza produz poluição? Como?

Essas questões pode ser discutidas com os alunos antes da apresentação dos vídeos ou impressas para serem respondidas em uma pré aula sobre o mudanças climáticas.

Exibição do vídeo "Uma verdade inconveniente" - Al Gore (Edição de 30 ou 40 minutos), juntamente com outro vídeo que faça a contraposição das ideias de Al Gore, na nossa sugestão 4 trechos de reportagem contradizendo o possível aquecimento.

Este vídeo tem como principal mote o aquecimento global, onde o apresentador demonstra com vídeos, fotos, gráficos e demais informações toda a "verdade inconveniente" do aquecimento global. Como há muitas informações a ideia é que esse vídeo possa ser editado nos trechos que são interessantes para a discussão posterior com os alunos, sugerimos esse vídeo pois é o plausível e está com seu áudio em português.

·         Vídeo 1 - Uma verdade inconveniente - Al Gore 

Opção 1 de download https://www.youtube.com/watch?v=RtFMeUYahB4

Opção 2 de download - https://vimeo.com/67524231

Este segundo vídeo em sua íntegra desmente (ou tenta fazê-lo) as ideias do vídeo anterior e com a proposta desse plano de aula e mostrar as mudanças climáticas, então, isto fará com que os alunos pensem que não só o Homem em suas emissões e potencializações do efeito estufa.

·         Vídeo 2 - A grande farsa do aquecimento global.

Aula 3 - 45 min - Balanço Energético da Terra

            Sistema termodinâmico – Conforme a figura 1, temos três sistemas termodinâmicos que podem ser usados para fazer relação de como a terra pode se comportar.

Figura 1 - Sistemas Dinâmicos, para exemplificar o que acontece com a Terra. Esta figura pode ser utilizada para representar como funcionam os sistemas termodinâmicos.

 Figura 2 - Figura que trás a relação de troca e equilíbrio dinâmico

            

Lei Zero da Termodinâmica - Dois sistemas em equilíbrio térmico (com a mesma temperatura), em contato com um terceiro sistema, estão também em equilibrio térmico entre si. Ocorre uma transferência de energia entre os corpos, do mais quente para o mais frio, até que todos os corpos apresentam a mesma temperatura (até que se atinja o equilíbrio térmico).  Quando os corpos estão em equilibrio térmico, a energia que eles absorvem é igual à energia que emitem. Os corpos colocados no mesmo local têm todos a mesma temperatura, que é igual à temperatura do meio que os rodeia.

            É sabido que o SOL é a principal fonte de energia da Terra. Esta energia é fundamental para a manutenção da vida na Terra. Se ela absorvesse toda a radiação solar provinda do Sol, a sua temperatura aumentaria muito e não seria possível existir vida.

            A temperatura média à superfície da Terra é de 15 ºC (288 K). Isto acontece porque a Terra absorve energia do Sol, mas também emite energia para o espaço.

            

 Figura 3 - Imagem com o Balanço Energético da Terra

            Conforme a figura 3, mostra-se como acontece o balanço dinâmico da energia provinda do Sol para a Terra. A radiação solar que atinge a superfície da Terra aumenta a sua energia interna e a sua temperatura. Assim, a superfície da Terra emite radiação infravermelha. A maior parte da radiação emitida pela superfície é absorvida pelos gases da atmosfera (principalmente o vapor de água e o CO₂, que estão na troposfera e que são gases de estufa e veremos mais a frente). Estes gases emitem a radiação absorvida para a superfície da Terra e para o espaço. A restante radiação emitida pela superfície perde-se no espaço.

            A quantidade de energia que é emitida para o espaço pela atmosfera e pela superfície é cerca de 70% da energia da radiação solar que chega à Terra. Juntando estes 70% aos 30% que são refletidos para o espaço, pela atmosfera e pela superfície, verifica-se que: a quantidade de energia solar que a Terra recebe é igual à quantidade de energia refletida e emitida para o espaço.

Figura 4 - Uma outra imagem (mais simples) do Balanço Energético da Terra

            Assim, a Terra está em equilíbrio dinâmico com o espaço, e por isso a sua temperatura média é constante (15 ºC).

Efeito estufa

Figura 5 - Ação dos gases do efeito estufa

Gases e efeito estufa

            É sabido que em nosso planeta há uma camada de gases chamado atmosfera, composto de Nitrogênio, Vapor d'água, Argônio, Dióxido de carbono, Oxigênio, Néon, Hélio e Metano.

            Sempre encontram-se em harmonia e quando essa é quebrada pela emissão de mais ou menos gases, há um aumento/redução da camada que recobre a Terra.

            Conforme a figura 5, vemos que esses gases são responsáveis por bloquear grande parte dessa energia que é emitida pelo Sol. Portanto, o famoso efeito estufa e muito natural no nosso planeta, desde o surgimento dele. E ainda, é essencial para a manutenção da Vida na Terra, pois ajuda a manter o equilíbrio dinamico, deixando a temperatura por volta dos 20ºC e sem a sua atuação teríamos uma temperatura com 30ºC a menos.

            Houve um aumento na incidência destes gases, especialmente do Dióxido de Carbono, Metano, Clorofluorcarbonetos - CFC, Óxido Nitroso, e outros Gases. Dentre eles, o metano é 20 vezes mais nocivo que o dióxido de carbono. Este aceleramento da concentração de gases que atuam no efeito estufa vem ocorrendo há pelo menos 100 anos.

            Figura 6 - Figura que possibilita a comparação da Era Industrial e o Aquecimento da Terra

           Assim, com esta aula queremos apresentar o balanço energético da Terra, o Efeito Estufa e suas causas, com os textos e imagens apresentadas aqui, o professor poderá discutir o que são, como funcionam e qual a ação do homem. Porém, poderão ser complementadas.

Aula 4 - 45 min - Ciclo de Milancovitch

            A cada 100.000 anos a órbita da Terra em torno do sol muda de formato, ou seja, ela torna-se mais ou menos ovaladas nestes intervalos. Com o passar dos anos vem ocorrendo pequenas variações na excentricidade (da órbita da Terra em torno do Sol), variações na inclinação de seu eixo. A variação orbital ou ciclo de Milankovitch é a teoria mais aceita que tem como objetivo explicar a mudança do clima no planeta Terra.

            Na Terra as eras glaciais ocorrem ciclicamente, a cada 100.000 anos. Lisiecki (geóloga) acredita que as mudanças no clima junto as mudanças de sua excentricidade, têm sido coincidentes. “A clara correlação entre o momento de mudança na órbita e as mudanças no clima da Terra é uma forte evidência de uma ligação entre os dois”, disse Lisiecki. “É improvável que esses eventos não estejam relacionados entre si.”

            Ela afirma que ciclos glaciais de maior duração ocorrem durante um período que se têm menores mudanças na excentricidade da órbita da Terra e vice-versa. Já por outro lado ela analisou que quando as mudanças são mais fortes na órbita da Terra ocasionavam as mudanças mais fracas no clima. “Isso pode significar que o clima da Terra tem uma instabilidade interna, além da sensibilidade às mudanças na órbita”.

            Lisiecki conclui que há um padrão de alterações climáticas que ocorreu ao longo dos anos, e tal padrão envolve interações entre partes do sistema climático, assim como três diferentes sistemas orbitais. Os dois primeiros sistemas orbitais a serem considerados são a excentricidade da órbita e sua inclinação (obliqüidade). O terceiro elemento é a precessão, ou seja, as mudanças na orientação do eixo de rotação do planeta.          

            A Excentricidade da Órbita é a forma da órbita da Terra ao redor do sol (excentricidade) que varia entre uma elipse e uma forma mais circular;

            Obliqüidade do Eixo de Rotação diz que o eixo da Terra é inclinado em relação ao sol em aproximadamente 23º. Esta inclinação oscila entre 22,5º e 24,5º. (quando a inclinação é maior as estações são mais extremas, ou seja, os invernos são mais frios e os verões mais quentes. E quando a inclinação é menor as estações são mais suaves). Em relação à inclinação do eixo terrestre sabemos que no presente o seu eixo em relação ao plano da sua órbita tem uma inclinação de 23.5 graus e oscila num período de cerca de 25.000 anos. Estas variações no eixo da Terra vão dar origem às estações do ano.

            Precessão diz que conforme a Terra gira em torno de seu eixo, o eixo também oscila entre um sentido apontando para a estrela do Norte, e outro apontando para a estrela.

            A abordagem do tema do ciclo de Milankovitch tem como objetivo fazer com que os alunos vejam que as mudanças climáticas não têm suas ações só no efeito estufa e nas ações dos seres humanos. Com o ciclo de Milankovicth pode-se perceber que de eras em eras a orbita da Terra em torno do sol muda de posição. Isso interfere diretamente na radiação que recebe-se do sol, ou seja, alterando a temperatura da Terra.

 Figura 7 - Os Ciclos de Milancovich

Aula 5 - 45 min - Redação sobre o posicionamento dos alunos.

A proposta de uma redação para avaliação de como absorveram o conteúdo apresentado.

Metodologia

Aula expositiva dialógica (vice-versa), exposição via televisão/DVD dos documentários. Exposição de transparências do conteúdo abordado.

Avaliação

Redação para análise da absorção do conteúdo apresentado.

Bibliografia

http://bd.camara.gov.br/bd/bitstream/handle/bdcamara/641/aquecimento_global_introducao.pdf?sequence=3

http://www.mma.gov.br/estruturas/imprensa/_arquivos/livro%20completo.pdf

http://fisica.uems.br/curso/tcc/tcc2008/natalia.pdf

http://www.geografia.fflch.usp.br/graduacao/apoio/Apoio/Apoio_Felicio/mudancas/04A-CosmoclimaTerra-Milankovith.pdf

autores: Robson, Mariana e Sérgio