miniaturadaimagem| Comparação do potencial de aquecimento global (PAG) de três gases de efeito estufa ao longo de um período de 100 anos: perfluorotributilamina, óxido nitroso e metano, em comparação com o dióxido de carbono (este último é o valor de referência, portanto tem um PAG de um) Potencial de Aquecimento Global (em inglês, Global Warming Potential) ou Fator de Aquecimento Global (em inglês, Global Warming Factor), conhecido pelo acrônimo em inglês GWP, é um índice para medir quanta de radiação térmica infravermelha um gás do efeito estufa (GEE) absorveria durante um determinado período de tempo após ter sido adicionado à atmosfera (ou emitido para a atmosfera).IPCC, 2021: Annex VII: Glossary [Matthews, J.B.R., V. Möller, R. van Diemen, J.S. Fuglestvedt, V. Masson-Delmotte, C. Méndez, S. Semenov, A. Reisinger (eds.)]. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 2215–2256, doi:10.1017/9781009157896.022.
É também comumente identificado apenas pela sigla GWP ou GWF, em referência aos nomes em inglês. O GWP é uma medida relativa que compara o gás em questão com a mesma quantidade de dióxido de carbono (cujo potencial é definido como 1). O Potencial de Aquecimento Global é calculado sobre um intervalo de tempo específico e este valor deve ser declarado para a comparação.
Cálculo do potencial de cada gás (quantidade removida da atmosfera num certo número de anos).
O potencial de aquecimento global geralmente não é calculado para o vapor de água, uma vez que não é possível medir diretamente a sua concentração atmosférica. Embora o vapor de água contribua bastante para a absorção de radiação infravermelha, a sua concentração depende principalmente da temperatura do ar.
O Potencial de Aquecimento Global (PAG) permite comparar diferentes gases de efeito estufa com base em sua capacidade de causar o aquecimento da atmosfera, chamado de "forçamento radiativo". É expresso como um múltiplo da radiação que seria absorvida pela mesma massa de dióxido de carbono (CO2) adicionado, que é tomado como gás de referência e tem um PAG igual a 1. Para outros gases, o valor do PAG varia de acordo com sua capacidade de absorver radiação infravermelha, sua permanência na atmosfera e o período de tempo considerado.
Por exemplo, o metano (CH₄) tem um PAG de 81,2 ao longo de 20 anos (PAG-20).. Isso significa que uma tonelada de metano liberada na atmosfera tem um impacto climático semelhante ao de 81,2 toneladas de dióxido de carbono no mesmo período. Como o metano permanece menos tempo na atmosfera em comparação com o CO₂, seu PAG diminui ao longo de prazos mais longos, chegando a 27,9 em 100 anos (PAG-100) e 7,95 em 500 anos (PAG-500).
A quantidade equivalente de dióxido de carbono (CO₂-e) de qualquer gás pode ser calculada com base no seu PAG. Esse cálculo permite comparar os efeitos climáticos de diferentes gases com uma mesma escala, multiplicando o PAG do gás pela sua massa. Assim, a quantidade de CO₂-e indica o quanto a Terra seria aquecida por uma determinada massa de outro gás, equivalente ao efeito do CO₂.
Valores do potencial de aquecimento global O dióxido de carbono (CO2) tem um potencial de 1 (visto que é a base de comparação).
+Potencial de aquecimento global e períodos do IPCC (2001) GásMeia-vida atmosférica (anos)Horizonte de tempo20 anos100 anos500 anosMetano (CH4)1262237Óxido nitroso (N2O)114275296156Hidrofluorcarboneto (HFCs, como o HFC-23) 26094001200010000Hexafluoreto de enxofre (SF6)3200151002220032400 * PFC - Perfluorcarbono = 6500 ~ 9200 (100 anos)
Definição O potencial de aquecimento global (PAG) é definido como um "índice que mede o forçamento radiativo após a emissão de uma unidade de massa de uma determinada substância, acumulada ao longo de um horizonte de tempo escolhido, em relação ao da substância de referência, o dióxido de carbono (CO 2 ). O PAG representa, portanto, o efeito combinado dos diferentes tempos em que essas substâncias permanecem na atmosfera e sua eficácia em causar o forçamento radiativo."
Por sua vez, a força radiativa é um conceito científico usado para quantificar e comparar os fatores externos que causam mudanças no equilíbrio energético da Terra. A força radiativa é a mudança no fluxo de energia na atmosfera causada por fatores naturais ou antropogênicos da mudança climática, medida em watts por metro quadrado.
GWP na formulação de políticas À medida que os governos desenvolvem políticas para combater as emissões de fontes de alto PAG, os formuladores de políticas optam por usar a escala de PAG de 100 anos como padrão em acordos internacionais. A Emenda de Quigali ao Protocolo de Montreal estabelece a redução global dos hidrofluorcarbonetos (HFCs), um grupo de compostos com alto PAG. Exige que os países utilizem um conjunto de valores do GWP100 iguais aos publicados no Quarto Relatório de Avaliação (AR4) do IPCC.Amendment to the Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer (the "Montreal Protocol"), adopted at Kigali on October 15, 2016, by the Twenty-Eighth Meeting of the Parties to the Montreal Protocol (the "Kigali Amendment"). Isto permite que os decisores políticos tenham um padrão de comparação em vez de alterar os valores do PAG em novos relatórios de avaliação. Existe uma excepção à norma GWP100: a Lei de Liderança Climática e Protecção Comunitária do estado de Nova Iorque exige a utilização da GWP20, apesar de ser uma norma diferente de todos os outros países que participam na redução gradual dos HFC.
Valores calculados
Valores atuais (Sexto Relatório de Avaliação do IPCC de 2021) miniaturadaimagem| Potencial de aquecimento global de cinco gases com efeito de estufa ao longo de uma escala de tempo de 100 anos. O potencial de aquecimento global (PAG) depende tanto da eficiência da molécula como gás de efeito estufa quanto de sua vida útil atmosférica. O PAG é medido em relação à mesma massa de e avaliado para uma escala de tempo específica. Assim, se um gás tem uma força radiativa alta (positiva), mas também uma vida útil curta, ele terá um grande PAG em uma escala de 20 anos, mas um pequeno em uma escala de 100 anos. Por outro lado, se uma molécula tiver uma vida útil atmosférica maior que a seu PAG aumentará quando a escala de tempo for considerada. O dióxido de carbono é definido como tendo um PAG de 1 em todos os períodos de tempo.
O metano tem uma vida útil atmosférica de 12 ± 2 anos.Forster, P., T. Storelvmo, K. Armour, W. Collins, J.-L. Dufresne, D. Frame, D.J. Lunt, T. Mauritsen, M.D. Palmer, M. Watanabe, M. Wild, and H. Zhang, 2021: Chapter 7: The Earth's Energy Budget, Climate Feedbacks, and Climate Sensitivity. In https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/ [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 923–1054, doi:10.1017/9781009157896.009. O relatório do IPCC de 2021 lista o GWP como 83 em uma escala de tempo de 20 anos, 30 em 100 anos e 10 em 500 anos. A diminuição do PAG em períodos mais longos ocorre porque o metano se decompõe em água e por meio de reações químicas na atmosfera. Da mesma forma, o terceiro GEE mais importante, o óxido nitroso (N 2 O), é um gás comum emitido através da parte de desnitrificação do ciclo do nitrogênio. Ele tem uma vida útil de 109 anos e um nível de PAG ainda maior, de 273 ao longo de 20 e 100 anos.
As estimativas dos valores do PAG ao longo de 20, 100 e 500 anos são compiladas e revisadas periodicamente em relatórios do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. O relatório mais recente é o Sexto Relatório de Avaliação do IPCC (Grupo de Trabalho I) de 2023.
O IPCC lista muitas outras substâncias não mostradas aqui.. Alguns têm alto PAG, mas apenas baixa concentração na atmosfera.
Os valores fornecidos na tabela pressupõem que a mesma massa do composto é analisada; diferentes proporções resultarão da conversão de uma substância em outra. Por exemplo, a queima de metano em dióxido de carbono reduziria o impacto do aquecimento global, mas por um factor menor do que 25:1, porque a massa de metano queimado é menor do que a massa de dióxido de carbono libertada (proporção 1:2,74).Isso ocorre devido à fórmula da reação: CH4 + 2O2 → CO2 + 2 H2O. Conforme mencionado no artigo, o oxigênio e a água não são considerados para fins de GWP, e uma molécula de metano (massa molar = 16,04 g mol–1) produzirá uma molécula de dióxido de carbono (massa molar = 44,01 g mol–1). Isto dá uma proporção de massa de 2,74. (44,01/16,04 ≈ 2,74). Para uma quantidade inicial de 1 tonelada de metano, que tem um PAG de 25, após a combustão haveria 2,74 toneladas de , cada tonelada com um PAG de 1. Esta é uma redução líquida de 22,26 toneladas de PAG, reduzindo o efeito do aquecimento global em uma proporção de 25:2,74 (aproximadamente 9 vezes).
Importância do horizonte temporal O PAG de uma substância depende do número de anos (indicado por um subscrito) durante os quais o potencial é calculado. Um gás que é rapidamente removido da atmosfera pode inicialmente ter um grande efeito, mas, com o passar do tempo, à medida que é removido, ele se torna menos importante. Assim, o metano tem um potencial de 25 em 100 anos (PAG 100 = 25), mas 86 em 20 anos (PAG 20 = 86); inversamente, o hexafluoreto de enxofre tem um PAG de 22.800 em 100 anos, mas 16.300 em 20 anos (Terceiro Relatório de Avaliação do IPCC). O valor do PAG depende de como a concentração de gás decai ao longo do tempo na atmosfera. Muitas vezes isso não é conhecido com precisão e, portanto, os valores não devem ser considerados exatos. Por esse motivo, ao citar um PAG, é importante fornecer uma referência ao cálculo.
O PAG para uma mistura de gases pode ser obtido a partir da média ponderada da fração de massa dos PAGs dos gases individuais.
Comumente, um horizonte temporal de 100 anos é usado pelos reguladores.
Vapor de água O vapor de água contribui para o aquecimento global antropogênico, mas tal como o PAG é definido, é insignificante para H 2 O: uma estimativa fornece um PAG de 100 anos entre -0,001 e 0,0005.
O H 2 O pode funcionar como um gás de efeito estufa porque tem um espectro de absorção infravermelho profundo com bandas de absorção mais numerosas e mais amplas do que . Sua concentração na atmosfera é limitada pela temperatura do ar, de modo que o forçamento radiativo do vapor de água aumenta com o aquecimento global (feedback positivo). Mas a definição do GWP exclui efeitos indiretos. A definição do PAG também é baseada em emissões, e as emissões antropogênicas de vapor de água ( torres de resfriamento, irrigação ) são removidas pela precipitação em poucas semanas, então seu PAG é insignificante.
Métodos de cálculo direita|miniaturadaimagem| A força radiativa (influência do aquecimento) dos gases com efeito de estufa atmosféricos de longa duração acelerou, quase duplicando em 40 anos. Ao calcular o PAG de um gás de efeito estufa, o valor depende dos seguintes fatores:
a absorção da radiação infravermelha pelo gás dado o horizonte temporal de interesse (período de integração) a vida útil atmosférica do gás