O potencial de aquecimento global , ou GWP (em inglês, potencial de aquecimento global ou GWP ) é um fator de conversão que compara o efeito de diferentes gases de efeito estufa no sistema climático . É usado para prever os impactos relativos de diferentes gases no aquecimento global com base em suas propriedades radiativas e tempos de residência.
Esta ferramenta normalmente fornece estimativas corretas (boa ordem de magnitude, precisão aceitável para orientar decisões de natureza política) desde que seja utilizada de acordo com os pressupostos que a acompanham, em particular o período considerado e os cenários de evolução das várias concentrações atmosféricas . Caso contrário, o PRG é frequentemente impreciso ou até mesmo completamente falso quando usado fora de seu escopo.
O poder de aquecimento de diferentes gases, em comparação com um quilograma de dióxido de carbono e por um período considerado de 100 anos da seguinte forma:
O potencial de aquecimento global é um índice de comparação associado a um gás de efeito estufa (GEE), que quantifica sua contribuição marginal para o aquecimento global em comparação com o dióxido de carbono , em um determinado período de tempo. Em outras palavras, o GWP de um gás é a razão entre os efeitos causados pela liberação no início do período de uma dada massa desse gás e aqueles causados pela mesma massa de dióxido de carbono (CO 2) Por definição, o potencial de aquecimento global do CO 2é, portanto, sempre igual a 1. Os respectivos efeitos são deliberadamente calculados ao longo de um período escolhido além do qual os efeitos residuais são ignorados (isto é, o efeito estufa da quantidade de gás que ainda não é decomposta ou reciclada após esse tempo, por maior que seja pode ser). Este período (ou pelo menos sua duração) deve ser mencionado quando o potencial de aquecimento global é citado, caso contrário, seu valor não tem sentido. No entanto, o período mais utilizado é o de 100 anos.
A massa de CO 2 equivalentecorrespondente a uma mistura de vários GEEs pode ser estimado pela soma de seu potencial de aquecimento global (calculado no mesmo período) multiplicado pelas respectivas massas. O potencial de aquecimento global associado a esta mistura pode ser estimado pela média do potencial de aquecimento global ponderado pelas respectivas massas. Essas estimativas são ainda melhores porque as quantidades de gases de efeito estufa são baixas.
De acordo com o Protocolo de Quioto , a "Conferência das Partes" decidiu que os valores de GWP calculados no segundo relatório de avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) deveriam ser retidos a fim de converter as várias emissões de gases de efeito estufa em comparáveis unidades de CO 2 equivalente, durante cálculos globais de fontes e sumidouros.
O IPCC fornece valores geralmente aceitos do potencial de aquecimento global, que mudou ligeiramente entre 1996 e 2001. Uma descrição precisa de como o GWP é calculado está disponível, em inglês, no terceiro relatório de avaliação.
A contribuição instantânea para o aquecimento de um GEE depende de sua concentração na atmosfera: esta é a forçante radiativa (expressa em W / m 2 ).
A eficiência radiativa é a contribuição marginal (em W / m 2 / kg ). Ele explora a derivada do forçamento radiativo para quantificar uma variação da contribuição em comparação com uma variação da massa.
Para calcular a contribuição ao longo de um período de emissão instantânea de uma unidade de gás ( x ) em t = 0, é necessário
A contribuição de uma unidade de gás ( x ) é então a integral do produto das duas funções anteriores.
Na França , para o vocabulário oficial do meio ambiente (conforme definido pela Comissão para o Enriquecimento da Língua Francesa em 2019), no campo Ambiente-Energia-Clima, a expressão “potencial de aquecimento global” (também denominado “Aquecimento global ") é definido como o " índice obtido pela divisão do forçamento radiativo resultante de uma massa de gases com efeito de estufa emitida por uma de mesma massa de dióxido de carbono , sendo os efeitos desses gases considerados durante um período idêntico " . Essa expressão é proposta como o equivalente do inglês “ potencial de aquecimento global ”.
Para modeladores e avaliadores , o potencial de aquecimento global é definido como a razão entre a contribuição de uma unidade de gás ( x ) e a contribuição de uma unidade de gás de referência ( r ), neste caso CO 2 :
Nesta fórmula,
Se a concentração observada de CO 2acabar sendo maior do que o permitido no cenário que serve de base para o cálculo do PRG, então o PRG real será maior que o PRG calculado. Isso se deve à diminuição da eficiência radiativa do CO 2quando sua concentração aumenta: mais CO 2 será, portanto, necessáriopara compensar o mesmo efeito do gás ( x ).
Em sua aplicação, o potencial de aquecimento global (GWP) apresenta diversos limites que devem ser levados em consideração, principalmente por ser muito simples de utilizar.
Esses limites vêm diretamente do modelo no qual a avaliação do PRG se baseia.
O potencial de aquecimento global (GWP) de um gás depende do tempo durante o qual ele é calculado. Um gás que é removido rapidamente da atmosfera pode ter um grande efeito inicial, mas decai rapidamente. Assim, o metano tem um potencial de 25 em um século, mas 72 em 20 anos; em contraste, o GWP do hexafluoreto de enxofre é de 22.000 em 100 anos, mas "apenas" 15.100 em 20 anos. O valor do PRG de um gás depende da velocidade de sua eliminação progressiva ao longo do tempo. Freqüentemente, esses dados não são conhecidos com precisão e os valores desses PRGs não podem ser considerados exatos. Por isso, é importante dar sempre as suas referências ao fazer os cálculos e ao apresentá-los.
O horizonte de tempo usado com mais frequência pelas autoridades é de 100 anos.
O tempo de residência do dióxido de carbono na atmosfera é estimado em cerca de 100 anos. Seu potencial de aquecimento global (GWP) é exatamente 1, pois este gás é o padrão básico.
Gás | Tempo de permanência (anos) |
GWP de acordo com o período considerado |
||
---|---|---|---|---|
20 anos | 100 anos | 500 anos | ||
Dióxido de carbono (CO 2) | 100 | 1 | 1 | 1 |
Metano (CH 4) | 12 | 72 | 25 | 7,6 |
Óxido nitroso (N 2 O) | 114 | 289 | 298 | 153 |
PFC-14 ( tetrafluoreto de carbono , CF 4) | 50.000 | 5 210 | 7.390 | 11.200 |
HFC-23 ( trifluorometano , CHF 3) | 260 | 9.400 | 12.000 | 10.000 |
Hexafluoreto de enxofre (SF 6) | 3.200 | 15.100 | 22.200 | 32.400 |
Um potencial de aquecimento global geralmente não é calculado para o vapor de água , principalmente porque isso é irrelevante; ver gases de efeito estufa .