Laboratório de inteligência artificial canadense desenvolve uma ferramenta que simula os efeitos de inundações e outros fenômenos meteorológicos extremos em diversos lugares do mundo
Por Manuel G Pascoal – El País
A maioria de consequências físicas decorrentes do aquecimento global parece distante de nós. E, por não sofrê-las diretamente, custamos a interiorizar a extrema gravidade da crise climática que o planeta atravessa. O Mila – Instituto de Inteligência Artificial do Québec quis pôr seu grão de areia para conscientizar a humanidade sobre o mundo para o qual nos encaminhamos. Uma equipe de pesquisadores do prestigioso centro dirigido por Yoshua Bengio, considerado um dos pais das redes neuronais, desenvolveu uma ferramenta que permite visualizar os efeitos de inundações, incêndios e nuvens poluentes em diferentes lugares do mundo. A simulação fica por conta de uma rede adversária generativa (GAN), um tipo de algoritmo de aprendizagem automática (machine learning) que serve, por exemplo, para gerar imagens realistas a partir do nada, como as dos rostos de pessoas inexistentes no site thispersondoesnotexist.com ou nos vídeos deep fake.
O projeto, que envolveu 30 cientistas durante dois anos, tem de fato um nome inspirado no famoso site de pessoas falsas: This Climate Does Not Exist (“este clima não existe”). Ele foi aberto ao público nesta quinta-feira, e para usá-lo basta teclar um endereço ou selecionar um ponto recolhido pelo Google Street View. Em seguida, indica-se o tipo de catástrofe a visualizar: inundação, incêndio descontrolado ou nuvem de poluição. O algoritmo faz sua magia e devolve a imagem com o efeito solicitado. Claro que essas imagens não pretendem ser um retrato exato do que aconteceria em cada lugar concreto se medidas não forem tomadas, e sim uma ilustração dos piores efeitos possíveis no cenário que o usuário escolher.
“Um dos desafios mais importantes foi conseguir que o algoritmo fosse capaz de simular inundações em uma grande variedade de imagens”, diz Alex Hernandez-Garcia, um dos pesquisadores principais do projeto. “Simplificando muito, um módulo do algoritmo se encarrega de detectar quais partes da imagem devem ser cobertas de água e outro módulo se encarrega de gerar a textura da água incorporando o contexto da imagem —por exemplo, o reflexo dos edifícios. Finalmente, o resultado destes dois módulos é combinado para gerar a imagem final.”
Para detectar onde cobrir com água ou não, Hernandez-Garcia e seus colegas combinaram várias técnicas de visão artificial e aprendizagem automática. “Por um lado, geramos uma cidade virtual por computador que nos permitiu ter uma série de imagens com e sem água. Também ajustamos um algoritmo que fosse capaz de fazer boas interpretações nesse mundo virtual, detectando as diferentes partes de uma cena: chão, carros, edifícios, árvores, gente etc.”, exemplifica. “Por outro lado, o algoritmo deve ser capaz de fazer boas interpretações em imagens reais (as do Google Street View).” Para isto, usaram as redes adversárias generativas (GANs).
O processo se completa em poucos segundos e, antes de mostrar o resultado ao usuário, são fornecidas informações sobre as causas e consequências do fenômeno meteorológico selecionado e sua relação com a mudança climática. Por exemplo, se o usuário optar por uma inundação, fica sabendo que as enchentes inundações repentinas matam 5.000 pessoas por ano, que se espera que o nível do mar suba dois metros até o final do século, e que essa importante alteração do planeta alterará para sempre a vida de pelo menos um bilhão de pessoas até o final de 2050. “Se não fizermos nada, logo enfrentaremos grandes catástrofes climáticas”, afirma o professor Bengio, diretor científico do Mila. “Este site torna os riscos da mudança climática muito mais reais e pessoais para os indivíduos.”
Redes adversárias generativas
A inteligência artificial deu um salto de qualidade há cerca de uma década com o surgimento e consolidação da aprendizagem automática e a aprendizagem profunda (deep learning). Estas técnicas se baseiam treinar a máquina para que, depois de chegar sozinha a certas conclusões, seja capaz de realizar tarefas complexas. Por exemplo, se você desejar que o algoritmo distinga entre muffins e chihuahuas, o programador insere uma série de exemplos de cada categoria e depois entrega milhares de imagens sem classificar. A máquina estabelecerá suas associações e, quando se equivocar e for avisada do erro, refinará seus critérios de distinção.
Bengio ganhou em 2018 o Prêmio Turing, considerado o Nobel da informática, junto com Geoffrey Hinton e Yann LeCun por sua contribuição para o desenvolvimento das redes neuronais. Elas são um passo a mais na aprendizagem automática e tentam imitar o funcionamento do cérebro humano: aplicam várias camadas simultâneas de processamento, o que aumenta seu rendimento. Estão por trás dos sistemas de classificação mais complexos, como os assistentes de voz e os modelos de predição avançados.
As redes adversárias generativas (do inglês “generative adversarial networks”, GAN) vão um pouco mais longe. Foram inventadas também no Mila em 2014 e são capazes de gerar conteúdo novo que, aos olhos humanos, parece totalmente real. Estão por trás dos cada vez mais sofisticados vídeos falsos hiper-realistas (deep fake) gerados por computador, em que personagens conhecidos podem dizer ou fazer o que seu programador quiser. Funcionam graças à competição entre duas redes neuronais: uma delas trata de elaborar imagens as mais realistas possíveis, e a outra tenta detectar se são reais ou uma invenção. Isso acontece milhares ou milhões de vezes e, durante o processo, a rede geradora aprende a criar imagens cada vez mais aperfeiçoadas. Quando a primeira consegue enganar a segunda, temos a imagem ganhadora. Por exemplo, a da avenida Paulista inundada ou o Capitólio de Washington mergulhado numa nuvem tóxica.
“Estamos usando um novo tipo de GAN desenvolvido por nós mesmos para gerar as imagens de mudança climática que podem ser vistas no nosso site”, diz o Mila. “Em geral, a disponibilidade limitada de imagens e a necessidade de adaptar o algoritmo a um grande número de situações foram os desafios técnicos principais que enfrentamos”, explica Hernandez-Garcia.
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Hoje, todos os olhos se voltam para os Estados Unidos e para a possibilidade de que o segundo maior emissor de gases poluentes do mundo comece a priorizar pautas urgentes da justiça climática.
Ao assumir o cargo nesta quarta-feira, o presidente americano eleito Joe Biden apresenta um plano ambicioso para lidar com a mudança climática e, com os democratas no controle do Congresso pela primeira vez em uma década, ele pode ter a oportunidade de realizar alguns de seus objetivos mais ousados.
Em uma série de planos elaborados pelo novo governo de Biden, o novo presidente pretende dar o passo importante de trazer os EUA de volta ao Acordo de Paris, após Trump retirar o país do acordo em uma de suas – muitas – medidas polêmicas.
As propostas de Biden incluem eletricidade livre de carbono até 2035, mais energia eólica e solar para fazer com que a nação tenha emissões líquidas zero e energia 100% limpa até 2050.
Ele também quer atualizar milhões de edifícios e casas para serem mais eficientes em energia e fazer da justiça climática uma questão chave.
No primeiro dia de governo, ações já visam meio ambiente
Retorno ao Acordo de Paris. As negociações climáticas em Paris ocorreram sob o governo Obama e foram lideradas pelo secretário de mudança climática John Kerry quando ele era secretário de Estado. Deve levar cerca de 30 dias para entrar em vigor.
Fim do oleoduto Keystone XL e revogar o desenvolvimento de petróleo e gásem monumentos nacionais de vida selvagem. Para fazer isso, a conselheira climática de Biden, Gina McCarthy, explicou que o governo deve descartar ou alterar mais de 100 proclamações presidenciais, memorandos ou permissões assinados pelo governo Trump que o novo governo considera prejudiciais ao meio ambiente.
Outras mudanças incluem direcionar as agências a “considerar a revisão dos padrões econômicos e de emissões dos combustíveis dos veículos” e colocar grupos de trabalho federais para lidar com os gases de efeito estufa.
Expectativa x Realidade
Ainda precisamos manter a atenção nos próximos passos do novo governo.
Os planos de clima e energia não se aprofundam em detalhes sobre como esses objetivos podem ser alcançados. Sem esses detalhes importantes, só podemos especular sobre o que pode acontecer nos próximos meses.
Mas especialistas em todo o mundo acreditam que aspectos importantes estão alinhados a favor de Biden no que se refere à justiça climática.
Em primeiro lugar, o problema climático assumiu uma urgência ainda maior, à medida que o aquecimento das temperaturas e a elevação do mar geram catástrofes e dão aos cientistas uma visão melhor do que está por vir.
O público está cada vez mais ciente das mudanças climáticas por causa do calor histórico em todo o mundo, incêndios florestais, furacões mais intensos e tantos outros alertas que temos recebido do planeta.
Para enfrentar a crise climática, serão incluídas várias ordens executivas para retornar uma série de regras de poluição derrubadas ou enfraquecidas pelo governo Trump.
Lembra, também, que ressaltamos a incoerência de se construir uma agenda de mudança climática sem que se pense em formas de combater o fracking?Leia mais aqui.
Biden ainda prometeu apoiar cientistas do governo federal assediados por anos de negação das mudanças climáticas e marginalização da ciência, também por conta de Trump.
No entanto, especialistas em clima que vêm defendendo a justiça climática apontam que simplesmente restabelecer as políticas climáticas anteriores a Trump não será suficiente para ajudar o mundo a evitar as piores devastações de ondas de calor, inundações e deslocamento em massa de pessoas.
“Não é suficiente para onde a ciência diz que precisamos estar e não é suficiente porque perdemos um tempo crítico nos últimos dois anos”, disse Brian Deese, nomeado de Biden para diretor do Conselho Econômico Nacional, ao jornal The Guardian.
As emissões para o aquecimento do planeta caíram em 2020 devido à pandemia, mas já estão voltando aos níveis anteriores, apesar do aviso da ONU que os países devem pelo menos triplicar os cortes de emissões prometidos no Acordo de Paris.
O Brasil e o novo governo americano
Com a sinalização de que o combate às mudanças climáticas será uma prioridade do governo Biden, o Brasil pode ficar ainda mais isolado na política ambiental internacional – já que não conta mais com a cobertura de um governo americano que nega as mudanças climáticas.
Desde que assumiu o cargo, Bolsonaro seguiu os passos de Trump, incluindo ameaças de se retirar do Acordo de Paris. Ele rejeitou críticas internacionais às políticas ambientais do Brasil, sempre apelando à sua base política para discussões em termos nacionalistas de soberania.
Enquanto candidato, Biden chegou a chamar a atenção de Bolsonaro durante um debate presidencial quando mencionou a criação de um fundo internacional para ajudar o Brasil a preservar a floresta amazônica. Biden chegou a ressaltar que o Brasil enfrentaria consequências econômicas se não reduzisse o desmatamento.
Com os Estados Unidos e a Europa agora se realinhando nas políticas internacionais de mudança climática, provavelmente haverá mais pressão sobre o Brasil para conter o desmatamento e outros desastres ambientais. E é o que esperamos.
A notícia boa é que a previsão é sombria para as emissões de carbono e o consumo de carvão e petróleo no mundo. A ruim é que ainda caminhamos para um aquecimento global de mais de 3 graus em menos de 100 anos, e devemos fazer o que for preciso para mudar esse cenário.
É o que aponta a New Energy Outlook 2020 – análise anual da BloombergNEF sobre o futuro da economia de energia.
De acordo com o estudo, as emissões globais de carbono relacionadas ao consumo de energia caíram 8% em 2020.
Apesar de subirem novamente com a recuperação da economia, nunca mais irão atingir os níveis de 2019.
A queda na demanda de energia durante a pandemia removerá cerca de 2,5 anos de emissões do setor até 2050.
A demanda de carvão também está em queda livre em toda a Europa e nos Estados Unidos, tendo atingido seu pico em 2018. A de petróleo vai atingir o pico em 2035 e tecnologias de energia limpa só tendem a avançar.
Novas alternativas de energia
O crescimento dos veículos elétricos compensa o crescimento da demanda na aviação, navegação e petroquímica, e molda o futuro do petróleo. A eficiência energética em outros setores só aumenta.
As energias eólica e fotovoltaica crescerão para atender 56% da demanda mundial de eletricidade em 2050. Os países líderes podem chegar a 80%.
Essas formas de energia limpa – junto às baterias – vão levar 80% dos 15,1 trilhões de dólares investidos em nova capacidade de energia nos próximos 30 anos, de acordo com a análise.
Fonte: BloombergNEF New Energy Outlook 2020
Altas temperaturas e mudanças climáticas
O mundo ainda caminha para um aumento de temperatura.
Apesar da recente queda, as emissões de carbono aumentam novamente com a recuperação econômica em 2027. Depois diminuem 0,7% ano a ano até 2050, levando o mundo a caminho de um aquecimento de 3,3 graus até 2100.
Segundo o relatório, para conter as mudanças climáticas e manter o aquecimento global abaixo de dois graus, as emissões precisam cair 10 vezes mais rápido, em 6% ano a ano até 2050. Para 1,5 grau, a taxa exigida é 10%.
Um dos principais componentes da NEO 2020 é buscar direções para reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Este ano, a energia limpa e o hidrogênio verde foram os pontos de abordagem para encontrar direções que levem à descarbonização profunda.
Temos um longo caminho pela frente para pular de 0,7% para 10% na queda das emissões. Por isso, a sociedade precisa agir e cobrar agora.
O Instituto Arayara vem buscando todas as formas de mudar essa previsão, através de ações públicas, petições, elaborando iniciativas com a população e organizações, e participando de movimentos mundiais de combate às mudanças climáticas, como o Acordo de Glasgow.
As emissões globais de metano, um gás de efeito estufa muito mais potente do que o CO2, aumentaram 9% entre 2006 e 2017, devido sobretudo ao setores energético e agrícola, segundo um estudo que será publicado nesta quarta-feira (15).
Quarenta por cento destas emissões têm origem natural (áreas pantanosas sobretudo) e cerca de 60% se devem a atividades humanas, segundo este estudo realizado por mais de 100 pesquisadores internacionais sob a égide do Projeto Global do Carbono.
O metano é o segundo maior gás de efeito estufa de origem antrópica (relacionada com as atividades humanas), depois do dióxido de carbono (CO2), mas seu efeito no aquecimento global é 28 vezes maior por quilograma do que o do CO2 em um prazo de 100 anos.
Suas concentrações atmosféricas mais que dobraram desde o começo da era industrial, até representar 23% do aquecimento global provocado pelos gases de efeito estufa.
O aumento calculado pelos pesquisadores (a partir das atividades produtivas observadas e as medidas atmosféricas) corresponde a cenários climáticos com um aquecimento elevado, entre 3 e 4 graus centígrados em 2100.
Esses valores estão acima dos objetivos do Acordo de Paris de 2015 de manter a elevação da temperatura global “consideravelmente abaixo dos 2°C com relação aos níveis pré-industriais, continuando com as ações para limitar o aumento da temperatura a 1,5 grau centígrado”. Para alcançar este último objetivo, as emissões de gases estufa deveriam diminuir 7,6% por ano, segundo a ONU.
“Se quisermos responder ao Acordo de Paris, não devemos nos contentar em limitar as emissões de dióxido de carbono, é preciso reduzir também as de metano”, adverte Marielle Saunois, do Laboratório de Ciências Climáticas e Ambientais, que coordenou o estudo.
A cientista defende uma quantificação mais regular (este é o segundo estudo do tipo) das emissões de metano, como se faz com o CO2, “porque a diminuição das emissões pode ser rapidamente benéfica para o clima”, especialmente devido à sua duração mais curta na atmosfera em relação ao CO2.
No período estudado, segundo os pesquisadores, a agricultura foi responsável pela maioria das emissões antrópicas de metano, sendo 30% provenientes dos rebanhos (fermentação digestiva e esterco) e 8% do cultivo de arroz.
Quanto às energias fósseis, a exploração de petróleo e gás representa 22% das emissões antrópicas e a extração de carvão, 11%.
A gestão de resíduos sólidos e líquidos representa 18% das emissões, a queima de biomassa e biocombustível, 8%, e o restante está relacionado com o transporte e a indústria.
As regiões tropicais são as que mais emitem (64% do total, principalmente devido às regiões pantanosas).
As emissões aumentam em todas as regiões do mundo, exceto na Europa. As que têm as maiores emissões são América do Sul, África, sudeste asiático e China.
Os pesquisadores também se preocupam com a possibilidade de as emissões aumentarem muito nas áreas de permafrost (solos congelados por longos períodos), devido ao aquecimento, mas “por enquanto não há sinais” de que esteja ocorrendo.
O Ártico está aquecendo com o dobro da velocidade da média global e, apenas neste ano, uma primavera siberiana excepcionalmente quente derreteu a neve do solo e quebrou prematuramente a camada glacial dos rios.
“A falta de neve subjacente na região combinada com o aumento geral da temperatura global sem dúvida ajudou a desempenhar um papel crítico ao causar essa observação extrema da temperatura”, completou.
