Ao ouvir as palavras "gás de efeito estufa, "A maioria das pessoas pensa imediatamente no dióxido de carbono. Este é realmente o gás de efeito estufa que atualmente está produzindo o maior impacto nas rápidas mudanças climáticas da Terra. Mas está longe de ser o único a deixar sua marca, e para mitigar as mudanças climáticas é importante poder comparar os efeitos dos diversos gases que contribuem para o aquecimento do planeta.

Mas isso não é fácil de fazer.

Os gases de efeito estufa variam não apenas em suas fontes e nas medidas necessárias para controlá-los, mas também na intensidade com que retêm o calor solar, quanto tempo duram uma vez que estão na atmosfera, e como eles reagem com outros gases e, por fim, são eliminados do ar. As diferenças tornam impossível fazer exatamente o que os pesquisadores e formuladores de políticas mais desejam:criar um fator de conversão simples para permitir comparações exatas entre eles.

Vamos dar uma olhada no caso mais extremo:clorofluorcarbonos (CFCs). Comparado ao dióxido de carbono, Os CFCs podem produzir mais de 10, 000 vezes mais aquecimento, libra por libra, uma vez que estão no ar. Felizmente, Os CFCs foram proibidos por um acordo internacional chamado Protocolo de Montreal em 1987 - não por causa de seu potencial de aquecimento dramático, embora esse fosse um motivo secundário reconhecido na época, mas porque eles foram considerados a principal causa da destruição rapidamente crescente da camada de ozônio da Terra, que protege o planeta de perigos, níveis de radiação ultravioleta causadores de câncer.

Fora da foto

Os CFCs "seriam um grande jogador agora" na contribuição para o aquecimento global se não tivessem sido eliminados, diz Susan Solomon, Ellen Swallow Richards Professora de Química Atmosférica e Ciência do Clima no MIT. Por enquanto, se eles ainda estavam sendo usados ​​na mesma taxa de antes da eliminação, Os CFCs contribuiriam com cerca de um terço do que o dióxido de carbono para o efeito estufa da Terra, que continua sendo de longe o maior contribuidor, ela diz.

Para comparação, ela diz, o Protocolo de Quioto (agora substituído pelo Acordo de Paris de 2015), que apelou a uma série de medidas para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa em todo o mundo, produziu uma redução total de cerca de 2 gigatoneladas de emissões de "carbono equivalente" por ano, enquanto a eliminação progressiva dos CFCs já eliminou cinco vezes mais - cerca de 10 gigatoneladas de gás equivalente de carbono por ano.

Hoje, o segundo maior produtor de efeitos de estufa causados ​​pelo homem é o metano, o principal constituinte do gás natural. Quando lançado inicialmente, o metano é cerca de 100 vezes mais potente do que o dióxido de carbono, mas seu tempo de vida na atmosfera é muito mais curto - cerca de uma década, ao contrário do tempo de residência do dióxido de carbono de séculos. Quando calculada a média de um período de 20 anos, a "equivalência do gás de efeito estufa" do metano é cerca de 72 vezes maior do que o dióxido de carbono, mas quando analisado em uma escala de tempo de 100 anos, essa equivalência cai para apenas 25 vezes.

O metano vem de várias fontes, alguns dos quais são relativamente difíceis de medir. Por exemplo, vazamento de poços de gás natural, instalações de armazenamento, e os sistemas de distribuição são uma fonte significativa. Mas, como esses vazamentos são altamente variáveis ​​e dependem de fatores como métodos de construção e sistemas de manutenção de infraestrutura - que em alguns casos são informações proprietárias - tem havido muita controvérsia sobre a extensão de tais vazamentos. Outras fontes, tais como emissões relacionadas a pântanos, desmatamento, e gado, são difíceis de medir com precisão.

Contabilizando a dinâmica

Jessika Trancik, o Professor Associado de Desenvolvimento de Carreira Atlantic Richfield em Estudos de Energia no Institute for Data do MIT, Sistemas, e sociedade, diz que devido à dinâmica muito diferente do metano na atmosfera em comparação com o dióxido de carbono, pode ser enganoso confiar nas comparações convencionais de fator único que são freqüentemente usadas. Em vez de, ela e seus colaboradores sugeriram em um artigo de pesquisa de 2014 - e expandiram a ideia em 2016 - que uma medida dos efeitos relativos de diferentes gases com base em objetivos específicos de mitigação do clima deve ser usada, por exemplo, onde o horizonte de tempo para a comparação é baseado em uma meta de estabilização específica.

A forma usual de comparar os gases de efeito estufa é por meio de um único fator de conversão, chamado de potencial de aquecimento global, que usa um horizonte de tempo arbitrariamente escolhido de 100 anos. Para o metano, isso geralmente é dado como um fator de 25 (ou seja, o metano é 25 vezes mais potente do que o dióxido de carbono). Mas Trancik sugere que é mais significativo usar "métricas inspiradas em metas, “que incorporam os diferentes tempos de residência dos diferentes gases ao longo de um intervalo de tempo que depende de quando as emissões ocorrem em relação a uma meta de mitigação:um impacto climático instantâneo (ICI) e um impacto climático cumulativo (CCI). Ela diz que quanto pesa dar os diferentes fatores "se resume a quanto você se preocupa com a taxa de mudança no curto prazo, em oposição ao estado de equilíbrio "em que o clima acabará por se estabelecer - que pode demorar séculos.

A pesquisa de Solomon mostrou recentemente que alguns dos efeitos dos gases de efeito estufa podem persistir por séculos, mesmo depois que os gases que inicialmente desencadearam essas mudanças não estão mais sendo emitidos. Especificamente, a expansão da água à medida que aquece, combinado com o derretimento do gelo polar e glaciar, pode levar a um aumento significativo do nível do mar que duraria séculos, mesmo se todas as novas emissões de gases de efeito estufa fossem interrompidas por completo. Isso porque esses gases permanecerão na atmosfera e continuarão a reter calor muito depois de suas fontes serem eliminadas - um fato que às vezes é esquecido nas discussões sobre mitigação da mudança climática. Se todas as emissões de dióxido de carbono fossem eliminadas até 2050, Solomon e seus co-autores descobriram, até a metade das emissões ainda estaria no ar 750 anos depois, e ainda aquecendo o planeta.

“Não há dúvida de que o dióxido de carbono é o maior contribuinte para as mudanças climáticas causadas pelo homem, "Trancik diz, "então esse é o grande foco dos esforços de mitigação. Mas há uma série de outros que também são significativos. Essas emissões de dióxido de carbono normalmente vêm de algum tipo de vazamento no sistema de abastecimento, ao contrário das emissões diretas de dióxido de carbono que resultam da queima de combustíveis fósseis contendo carbono. Existem oportunidades para limpar esses sistemas para reduzir vazamentos, embora nem sempre seja fácil. "

Também, ela diz, "Há um desafio em compreender a vida útil atmosférica de todos esses gases de efeito estufa e como a força radiativa muda conforme a concentração muda. Existem efeitos interativos que mudam a eficiência radiativa de todos esses gases."

Os gases não são os únicos contribuintes para o efeito estufa:carbono negro, também conhecido como fuligem, bem como algum outro material particulado também pode desempenhar um papel. Mas esses materiais têm tempos de residência ainda mais curtos, normalmente apenas dias ou semanas, já que tendem a ser eliminados do ar pela próxima chuva.

O que nos leva ao maior gás de efeito estufa de todos:o vapor d'água. Não há dúvida de que o vapor d'água é responsável por mais aquecimento do efeito estufa do que qualquer outro constituinte atmosférico. Mas o comportamento do vapor d'água depende do clima, então não é um impulsionador da mudança climática, mas sim um feedback amplificador, já que o ciclo da água é uma parte constante da circulação atmosférica. Conforme o ar fica mais quente, pode reter mais vapor de água, então, um clima mais quente leva a mais vapor no ar, fornecendo um efeito de feedback - e potencialmente levando a mudanças dramáticas nos padrões de precipitação. Mas, o vapor de água só permanece até a próxima chuva. “O vapor de água é um escravo do sistema climático, não é um mestre, "Solomon diz.

Então, quando se trata de mudar o clima do planeta, o dióxido de carbono é realmente o fator número um - e será no futuro próximo, mesmo se todas as emissões parassem agora. Muito do dióxido de carbono emitido no último século ainda estará lá séculos no futuro - e ainda estará aquecendo o planeta e fazendo com que o nível do mar suba. "Parte do nosso dióxido de carbono ainda estará lá em 1, 000 anos, "Salomão diz. Então, para todos os efeitos práticos, ela diz, em uma escala de tempo humana, o dióxido de carbono emitido para o ar leva à "irreversibilidade do aquecimento induzido pelo dióxido de carbono".

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.