Uma vez emitido um gás de efeito estufa – GEE, a sua concentração atmosférica aumenta instantaneamente e depois diminui até voltar ao seu estado anterior. Como visto anteriormente, para alguns gases muito reativos quimicamente, a concentração volta ao estado anterior muito rapidamente, o que os torna irrelevantes para a mudança do clima e, portanto, ignorados pelo Protocolo de Quioto. Neste artigo vamos estudar o Efeito das emissões dos diferentes gases sobre o clima.

Outros gases, por sua vez, ficam na atmosfera por um tempo suficientemente longo, provocando aquecimento, embora com uma concentração tendente ao normal em escalas de tempo diferentes para cada gás.

Por exemplo, o metano emitido pelo homem para a atmosfera desaparece com um decaimento exponencial em uma escala de tempo de 11 anos, e o óxido nitroso em uma escala de tempo de 114 anos. O dióxido de carbono começa a voltar ao normal rapidamente no início, devido à fotossíntese, mas esse decaimento torna-se mais lento com o tempo, de forma que uma fração da ordem de 15 a 20% do dióxido de carbono de origem humana pode tardar alguns milhares de anos para ser removida da atmosfera.

Esse efeito constitui uma primeira “memória” do sistema climático em relação às emissões de GEE pelo homem. A sua consideração para cada gás, em conjunto com a segunda “memória” representada pelo tempo de mistura das águas dos oceanos, permite estimar o efeito de emissões individuais de GEE, ou um pulso de emissões representado por tonelada de cada gás emitido num instante zero, sobre o aumento de temperatura a partir do instante da emissão.

A Figura abaixo representa esse efeito de um pulso de emissões (simulação do efeito de perturbação, ou marginal, de emissões) sobre a temperatura. Para facilidade de leitura, o gráfico mostra o efeito normalizado, de 0 a 100%, da emissão dos três principais gases de efeito estufa. O efeito real seria obtido multiplicando-se os valores de cada curva pela eficiência de estufa de cada gás, que é diferente.

O aumento da temperatura média da superfície terrestre resultante de uma emissão tem um máximo que ocorre algumas décadas após a emissão: cerca de 20 anos para o metano, 40 para o dióxido de carbono e 50 para o óxido nitroso. Essa decalagem no tempo, entre o momento da emissão e o máximo de aumento de temperatura, é resultado da composição de dois fatores: o tempo de permanência de cada gás na atmosfera e o tempo necessário para a distribuição do calor pelas camadas dos oceanos (poucas décadas para as camadas superficiais e alguns séculos para as camadas profundas).

Ao prever que o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) pode contemplar reduções de emissões de diferentes GEE, foi definida uma equivalência que permite expressar as emissões de qualquer outro GEE em termos de toneladas de dióxido de carbono equivalente. Essa equivalência é denominada Potencial de Aquecimento Global em horizonte de 100 anos (GWP100). A equivalência é obtida pela estimativa do valor relativo do total de energia de aquecimento resultante da emissão de uma tonelada de um gás e de uma tonelada de dióxido de carbono, cem anos após a emissão.

A energia total por sua vez é calculada como a integral durante cem anos da forçante radiativa correspondente à emissão do gás e do dióxido de carbono. Os Potenciais de Aquecimento Global para os principais GEE são:

Dos tópicos apresentados, pode-se concluir que o aumento da temperatura relacionado à mudança do clima – diferentemente da variabilidade natural do clima – é fenômeno provocado pelo homem sob a forma de emissões de GEE na atmosfera, por força da combustão no uso dos combustíveis fósseis.