احتمالات الاحتباس الحراري العالمي

الاحتباس الحراري المحتمل ( GWP ) هو مؤشر لقياس مقدار الإشعاع الحراري تحت الأحمر الذي يمتصه غاز دفيئة خلال فترة زمنية معينة بعد إضافته إلى الغلاف الجوي (أو انبعاثه إلى الغلاف الجوي). يجعل GWP الغازات الدفيئة المختلفة قابلة للمقارنة فيما يتعلق بـ "فعاليتها في التسبب في القوة الإشعاعية ". ^{[1] : 2232} يتم التعبير عنها كمضاعف للإشعاع الذي تمتصه نفس كتلة ثاني أكسيد الكربون المضاف (CO ₂ )، والذي يتم اعتباره غازًا مرجعيًا. لذلك، فإن GWP لها قيمة 1 لثاني أكسيد الكربون _. بالنسبة للغازات الأخرى ، يعتمد الأمر على مدى قوة امتصاص الغاز للإشعاع الحراري تحت الأحمر، ومدى سرعة خروج الغاز من الغلاف الجوي، والإطار الزمني الذي يتم النظر فيه.

على سبيل المثال، يبلغ معدل الاحترار العالمي للميثان على مدى 20 عامًا (GWP-20) 81.2 ^[2] مما يعني أن تسرب طن من الميثان على سبيل المثال يعادل انبعاث 81.2 طن من ثاني أكسيد الكربون المقاس على مدى 20 عامًا. ونظرًا لأن عمر الميثان في الغلاف الجوي أقصر كثيرًا من ثاني أكسيد الكربون، فإن معدل الاحترار العالمي له أقل كثيرًا على مدى فترات زمنية أطول، حيث يبلغ معدل الاحترار العالمي 100 27.9 ومعدل الاحترار العالمي 500 7.95. ^{[2] : 7SM-24}

يمكن حساب مكافئ ثاني أكسيد الكربون (CO 2 e أو CO 2 eq أو CO 2 -e أو CO 2 -eq) من GWP. بالنسبة لأي غاز، فإن كتلة ثاني أكسيد الكربون التي من شأنها _أن تؤدي _إلى ارتفاع _درجة حرارة _{الأرض تساوي} كتلة ذلك الغاز. وبالتالي، فإنه يوفر مقياسًا مشتركًا لقياس التأثيرات المناخية للغازات المختلفة. يتم حسابه من خلال GWP مضروبًا في كتلة الغاز الآخر.

يُعرَّف الاحتباس الحراري العالمي بأنه "مؤشر يقيس القوة الإشعاعية التي تلي انبعاث كتلة وحدة من مادة معينة، تتراكم على مدى فترة زمنية محددة، نسبة إلى المادة المرجعية، ثاني أكسيد الكربون (CO2 ₎ . وبالتالي، يمثل الاحتباس الحراري العالمي التأثير المشترك للأوقات المختلفة التي تظل فيها هذه المواد في الغلاف الجوي وفعاليتها في التسبب في القوة الإشعاعية". ^{[1] : 2232}

في المقابل، فإن القوة الإشعاعية هي مفهوم علمي يستخدم لقياس ومقارنة العوامل الخارجية للتغيير في توازن طاقة الأرض . ^{[3] : 1–4} القوة الإشعاعية هي التغير في تدفق الطاقة في الغلاف الجوي الناجم عن عوامل طبيعية أو بشرية لتغير المناخ كما يقاس بالواط لكل متر مربع. ^[4]

مع قيام الحكومات بتطوير سياسات لمكافحة الانبعاثات من مصادر ذات قدرة عالية على إحداث الاحترار العالمي، اختار صناع السياسات استخدام مقياس القدرة على إحداث الاحترار العالمي لمدة 100 عام كمعيار في الاتفاقيات الدولية. يحدد تعديل كيغالي لبروتوكول مونتريال التخفيض العالمي التدريجي لمركبات الهيدروفلوروكربون (HFCs)، وهي مجموعة من المركبات ذات القدرة العالية على إحداث الاحترار العالمي. ويتطلب من البلدان استخدام مجموعة من قيم GWP100 مساوية لتلك المنشورة في تقرير التقييم الرابع للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (AR4). ^[5] وهذا يسمح لصناع السياسات بالحصول على معيار واحد للمقارنة بدلاً من تغيير قيم GWP100 في تقارير التقييم الجديدة. ^[6] يوجد استثناء واحد لمعيار GWP100: يتطلب قانون قيادة المناخ وحماية المجتمع في ولاية نيويورك استخدام GWP20، على الرغم من كونه معيارًا مختلفًا عن جميع البلدان الأخرى المشاركة في التخفيض التدريجي لمركبات الهيدروفلوروكربون. ^[5]

تعتمد إمكانية الاحتباس الحراري العالمي (GWP) على كفاءة الجزيء كغاز دفيئة وعمره الجوي. يتم قياس إمكانية الاحتباس الحراري العالمي بالنسبة لنفس كتلة ثاني أكسيد الكربون _{وتقييمها} لفترة زمنية محددة. ^[8] وبالتالي، إذا كان للغاز قوة إشعاعية عالية (إيجابية) ولكن أيضًا عمر قصير، فسيكون له إمكانية احترار عالمي كبيرة على مقياس 20 عامًا ولكن صغيرة على مقياس 100 عام. وعلى العكس من ذلك، إذا كان للجزيء عمر جوي أطول من ثاني أكسيد الكربون، فإن _{إمكانية} الاحتباس الحراري العالمي الخاصة به ستزداد عند النظر في الإطار الزمني. يُعرف ثاني أكسيد الكربون بأنه لديه إمكانية احترار عالمي تبلغ 1 على جميع الفترات الزمنية.

يبلغ عمر الميثان في الغلاف الجوي 12 ± 2 سنة. ^[9] : الجدول ^7.15 يسرد تقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ لعام 2021 إمكانية الاحترار العالمي عند 83 على مدى زمني يبلغ 20 عامًا و30 على مدى 100 عام و10 على مدى 500 عام. ^{[9] : الجدول 7.15} يرجع الانخفاض في إمكانية الاحترار العالمي في الأوقات الأطول إلى تحلل الميثان إلى ماء وثاني أكسيد الكربون _من خلال التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي. وبالمثل، فإن ثالث أهم غاز من غازات الاحتباس الحراري، أكسيد النيتروز (N ₂ O)، هو غاز شائع ينبعث من خلال جزء نزع النتروجين من دورة النيتروجين . ^[10] ويبلغ عمره الافتراضي 109 سنوات ومستوى إمكانية الاحترار العالمي الأعلى يصل إلى 273 على مدى 20 و100 عام.

يرد في الجدول التالي أمثلة على العمر الجوي وإمكانية الاحترار العالمي بالنسبة لثاني أكسيد الكربون _{للعديد من الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي:}

عمر الغلاف الجوي وإمكانية الاحتباس الحراري العالمي (GWP) بالنسبة لثاني أكسيد الكربون _في أفق زمني مختلف للغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي (يتم توفير المزيد من القيم عند إمكانية الاحتباس الحراري العالمي)

اسم الغاز	كيميائي صيغة	حياة (السنوات) [9] : الجدول 7.15  [11]	الكفاءة الإشعاعية (Wm -2 جزء في البليون -1 ، الأساس المولي). [9] : جدول 7.15  [11]	GWP لمدة 20 عامًا [9] : الجدول 7.15  [11]	100 عام من الاحترار العالمي [9] : الجدول 7.15  [11]	500 عام من الاحترار العالمي [9] : الجدول 7.15  [12]
ثاني أكسيد الكربون	ثاني أكسيد الكربون	(أ)	1.37 × 10 −5	1	1	1
الميثان (الأحفوري)	CH 4	12	5.7 × 10 −4	83	30	10
الميثان (غير الأحفوري)	CH 4	12	5.7 × 10 −4	81	27	7.3
أكسيد النيتروز	ن 2ا	109	3 × 10 −3	273	273	130
كلورو فلورو كربون-11 (R-11)	كلوريد الكربون 3ف	52	0.29	8321	6226	2093
كلورو فلورو كربون-12 (R-12)	كلوريد الكربون 2ف 2	100	0.32	10800	10200	5200
هيدروكلوروفلوروكربون-22 (R-22)	C HCl2F 2	12	0.21	5280	1760	549
HFC-32 (R-32)	CH 2ف 2	5	0.11	2693	771	220
HFC-134a (R-134a)	CH 2صندوق النقد الدولي 3	14	0.17	4144	1526	436
رباعي فلورو الميثان (R-14)	ت.ف 4	50000	0.09	5301	7380	10587
سداسي فلورو الإيثان	ج 2ف 6	10000	0.25	8210	11100	18200
سداسي فلوريد الكبريت	سان فرانسيسكو 6	3 200	0.57	17500	23500	32600
ثلاثي فلوريد النيتروجين	ن ف 3	500	0.20	12800	16100	20700
(أ) لا يمكن تحديد مدة حياة واحدة لثاني أكسيد الكربون الجوي .

يتم تجميع ومراجعة تقديرات قيم GWP على مدى 20 و100 و500 عام بشكل دوري في تقارير من الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ . وأحدث تقرير هو تقرير التقييم السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (مجموعة العمل الأولى) لعام 2023. ^[9]

تسرد اللجنة الدولية للتغيرات المناخية العديد من المواد الأخرى غير الموضحة هنا. ^{[13] [9]} بعضها له قدرة عالية على الاحترار العالمي ولكن تركيزه في الغلاف الجوي منخفض فقط.

تفترض القيم الواردة في الجدول تحليل نفس كتلة المركب؛ ستنتج نسب مختلفة عن تحويل مادة إلى أخرى. على سبيل المثال، فإن حرق الميثان إلى ثاني أكسيد الكربون من شأنه أن يقلل من تأثير الانحباس الحراري العالمي، ولكن بعامل أصغر من 25:1 لأن كتلة الميثان المحروق أقل من كتلة ثاني أكسيد الكربون المنبعث (النسبة 1:2.74). ^[14] بالنسبة لكمية أولية قدرها 1 طن من الميثان، والتي لها GWP 25، بعد الاحتراق سيكون هناك 2.74 طن من ثاني أكسيد الكربون _، كل طن منها له GWP 1. وهذا يمثل انخفاضًا صافيًا قدره 22.26 طن من GWP، مما يقلل من تأثير الانحباس الحراري العالمي بنسبة 25:2.74 (حوالي 9 مرات).

الغازات المسببة للاحتباس الحراري	مدة الحياة (سنوات)	الاحتمالية لحدوث الاحتباس الحراري العالمي
		20 سنة	100 سنة	500 سنة
الهيدروجين ( H2 )	4-7 [15]	33 (20-44) [15]	11 (6-16) [15]	—
الميثان ( CH4 ) ​	11.8 [9]	56 [16] 72 [17] 84 / 86ف [13] 96 [18] 80.8 (حيوي) [9] 82.5 (أحفوري) [9]	21 [16] 25 [17] 28 / 34ف [13] 32 [19] 39 (حيوي) [20] 40 (أحفوري) [20]	6.5 [16] 7.6 [17]
أكسيد النيتروز ( N2O )​	109 [9]	280 [16] 289 [17] 264 / 268ف [13] 273 [9]	310 [16] 298 [17] 265 / 298ف [13] 273 [9]	170 [16] 153 [17] 130 [9]
HFC-134a ( هيدروفلوروكربون )	14.0 [9]	3,710 / 3,790ف [13] 4,144 [9]	1,300 / 1,550ف [13] 1,526 [9]	435 [17] 436 [9]
CFC-11 ( كلورو فلورو كربون )	52.0 [9]	6,900 / 7,020ف [13] 8,321 [9]	4,660 / 5,350ف [13] 6,226 [9]	1,620 [17] 2,093 [9]
رباعي فلوريد الكربون (CF 4 / PFC-14)	50000 [9]	4,880 / 4,950ف [13] 5,301 [9]	6,630 / 7,350ف [13] 7,380 [9]	11,200 [17] 10,587 [9]
HFC-23 ( هيدروفلوروكربون )	222 [13]	12000 [17] 10800 [13]	14,800 [17] 12,400 [13]	12200 [17]
سداسي فلوريد الكبريت SF 6	3200 [13]	16,300 [17] 17,500 [13]	22,800 [17] 23,500 [13]	32,600 [17]

القيم الواردة في الجدول أدناه تعود إلى عام 2007 عندما نُشرت في تقرير التقييم الرابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ . ^{[21] [17]} لا تزال هذه القيم مستخدمة (حتى عام 2020) لبعض المقارنات. ^[22]

الغازات المسببة للاحتباس الحراري	الصيغة الكيميائية	احتمالات الاحتباس الحراري العالمي على مدى 100 عام (تقديرات عام 2007، ومقارنات الفترة 2013-2020)
ثاني أكسيد الكربون	ثاني أكسيد الكربون	1
الميثان	الفصل 4	25
أكسيد النيتروز	ن 2 أ	298
مركبات الهيدروفلوروكربون (HFCs)
هيدروفلوروكربون-23	3 فرنك سويسري	14,800
ثنائي فلورو الميثان (HFC-32)	الفصل 2 ف 2	675
الفلوروميثان (HFC-41)	الفصل 3 ف	92
إتش إف سي-43-10مي	CF 3 CHFCHFCF 2 CF 3	1,640
خماسي فلورو الإيثان (HFC-125)	ج 2 HF 5	3,500
إتش إف سي-134	ج 2 ح 2 ف 4 (فرنك سويسري 2 فرنك سويسري 2 )	1,100
1,1,1,2-رباعي فلورو الإيثان (HFC-134a)	ج 2 ح 2 ف 4 (CH 2 FCF 3 )	1,430
إتش إف سي-143	ج 2 ح 3 ف 3 (فرنك سويسري 2 ف 2 )	353
1,1,1-ثلاثي فلورو الإيثان (HFC-143a)	ج 2 ح 3 ف 3 (ج 3 ش 3 )	4,470
إتش إف سي-152	الفصل 2 ف ف الفصل 2 ف	53
إتش إف سي-152أ	ج 2 ح 4 ف 2 (ش 3 فرنك سويسري 2 )	124
إتش إف سي-161	الفصل 3 الفصل 2 ف	12
1,1,1,2,3,3,3-هبتافلورو بروبان (HFC-227ea)	ج 3 HF 7	3,220
إتش إف سي-236 سي بي	الفصل 2 FCF 2 CF 3	1,340
HFC-236ea	2 فرنك سويسري 3 فرنك سويسري	1,370
إتش إف سي-236 إف إيه	ج 3 ح 2 و 6	9,810
إتش إف سي-245 سي إيه	ج 3 ح 3 ف 5	693
إتش إف سي-245 إف إيه	فرنك سويسري 2 فرنك سويسري 2 فرنك سويسري 3	1,030
إتش إف سي-365 إم إف سي	الفصل 3 CF 2 الفصل 2 CF 3	794
مركبات الكربون المشبعة بالفلور
رباعي فلوريد الكربون – PFC-14	سي اف 4	7,390
سداسي فلورو إيثان – PFC-116	ج 2 ف 6	12,200
ثماني فلورو بروبان – PFC-218	ج 3 ف 8	8,830
بيرفلوروبيوتان – PFC-3-1-10	ج 4 ف 10	8,860
أوكتافلوروسيكلوبوتان – PFC-318	ج ج 4 ف 8	10,300
بيرفلوروبنتان – PFC-4-1-12	ج 5 ف 12	9,160
بيرفلوروهكسان – PFC-5-1-14	ج 6 ف 14	9,300
بيرفلوروديكالين – PFC-9-1-18b	ج 10 ف 18	7,500
بيرفلوروسيكلوبروبان	ج 3 ف 6	17,340
سداسي فلوريد الكبريت (SF 6 )
سداسي فلوريد الكبريت	سان فرانسيسكو 6	22,800
ثلاثي فلوريد النيتروجين ( NF3 )
ثلاثي فلوريد النيتروجين	ن ف 3	17,200
الأثيرات المفلورة
إتش إف إي-125	2 فرنك سويسري و 3 فرنك أوروغواي	14,900
ثنائي فلورو ميثيل الأثير (HFE-134)	2 فرنك سويسري 2 فرنك أوكراني	6,320
إتش إف إي-143أ	الفصل 3 OCF 3	756
إتش سي إف إي-235دا2	فرنك سويسري 2 OCHClCF 3	350
إتش إف إي-245 سي بي 2	الفصل 3 OCF 2 CF 3	708
إتش إف إي-245 إف إيه 2	فرنك سويسري 2 أوقية 2 فرنك فرنسي 3	659
إتش إف إي-254 سي بي 2	الفصل 3 OCF 2 CHF 2	359
إتش إف إي-347 إم سي سي 3	الفصل 3 OCF 2 CF 2 CF 3	575
إتش إف إي-347 بي سي إف 2	فرنك سويسري 2 فرنك فرنسي 2 فرنك سويسري 2 فرنك فرنسي 3	580
إتش إف إي-356 بي سي سي 3	الفصل 3 OCF 2 CF 2 CHF 2	110
HFE-449sl (HFE-7100)	ج 4 ف 9 أوك 3	297
إتش إف إي-569 إس إف 2 (إتش إف إي-7200)	ج 4 ف9وك 2 ح 5	59
HFE-43-10pccc124 (H-جالدن 1040x)	CHF 2 OCF 2 OC 2 F 4 OCHF 2	1,870
HFE-236ca12 (HG-10)	2 فرنك سويسري 2 فرنك أوروغواي 2 فرنك أوروغواي 2	2,800
HFE-338pcc13 (HG-01)	CHF 2 OCF 2 CF 2 OCHF 2	1500
	(CF 3 ) 2 CFOCH 3	343
	CF 3 CF 2 CH 2 OH	42
	(CF 3 ) 2 CH OH	195
إتش إف إي-227 إي إيه	CF 3 CHFOCF 3	1,540
إتش إف إي-236إي إيه 2	2 فرنك سويسري و 3 فرنك أوكراني	989
إتش إف إي-236 إف إيه	CF 3 CH 2 OCF 3	487
إتش إف إي-245 إف إيه 1	فرنك سويسري 2 فرنك سويسري 2 فرنك أوكسفام 3	286
إتش إف إي-263 إف بي 2	CF 3 CH 2 OCH 3	11
إتش إف إي-329 إم سي سي 2	فرنك سويسري 2 فرنك كونفدرالي 2 فرنك كونفدرالي 2 فرنك كونفدرالي 3	919
إتش إف إي-338 إم سي إف 2	CF 3 CH 2 OCF 2 CF 3	552
إتش إف إي-347 إم سي إف 2	فرنك سويسري 2 فرنك سويسري 2 فرنك أوكسف 2 فرنك سويسري 3	374
إتش إف إي-356ميك3	الفصل 3 OCF 2 CHFCF 3	101
إتش إف إي-356 بي سي إف 2	فرنك سويسري 2 فرنك سويسري 2 فرنك سويسري 2 فرنك سويسري	265
إتش إف إي-356 بي سي إف 3	CHF 2 OCH 2 CF 2 CHF 2	502
HFE-365mcfI'll t3	CF 3 CF 2 CH 2 OCH 3	11
إتش إف إي-374 بي سي 2	فرنك سويسري 2 فرنك فرنسي 2 أوقية 2 أوقية 3	557
	– (CF 2 ) 4 CH (OH) –	73
	(CF 3 ) 2 CHOCHF 2	380
	(CF 3 ) 2 تشوتش 3	27
البولي إيثرات المشبعة بالفلور
PFPMIE	CF 3 OCF(CF 3 )CF 2 OCF 2 OCF 3	10,300
ثلاثي فلورو ميثيل كبريتيد خماسي الفلورايد	SF 5 CF 3	17,400

تعتمد إمكانية الاحترار العالمي لمادة ما على عدد السنوات (المشار إليها برمز) التي يتم حساب الإمكانية على مدى هذه السنوات. فالغاز الذي يتم إزالته بسرعة من الغلاف الجوي قد يكون له تأثير كبير في البداية، ولكن مع إزالته لفترات زمنية أطول، يصبح أقل أهمية. وبالتالي فإن إمكانية الاحترار العالمي للميثان تبلغ 25 على مدى 100 عام (إمكانية الاحترار العالمي ₁₀₀ = 25) ولكنها تبلغ 86 على مدى 20 عامًا (إمكانية الاحترار العالمي ₂₀ = 86)؛ وعلى العكس من ذلك فإن إمكانية الاحترار العالمي لسداسي فلوريد الكبريت تبلغ 22800 على مدى 100 عام ولكنها تبلغ 16300 على مدى 20 عامًا (تقرير التقييم الثالث للجنة الدولية للتغيرات المناخية). وتعتمد قيمة إمكانية الاحترار العالمي على كيفية تحلل تركيز الغاز بمرور الوقت في الغلاف الجوي. وغالبًا ما لا يكون هذا معروفًا بدقة وبالتالي لا ينبغي اعتبار القيم دقيقة. ولهذا السبب، عند الاستشهاد بإمكانية الاحترار العالمي، من المهم الإشارة إلى الحساب.

يمكن الحصول على GWP لمزيج من الغازات من متوسط ​​​​GWP المرجح للكتلة الكسرية للغازات الفردية. ^[23]

بشكل عام، يستخدم المنظمون أفقًا زمنيًا يبلغ 100 عام. ^{[24] [25]}

يساهم بخار الماء في ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي الناتجة عن الأنشطة البشرية، ولكن كما هو محدد فإن الاحتباس الحراري العالمي لا يكاد يذكر بالنسبة لـ H ₂ O: حيث يعطي التقدير الاحتباس الحراري العالمي لمدة 100 عام بين -0.001 و 0.0005. ^[26]

يمكن أن يعمل H ₂ O كغاز دفيئة لأنه يتمتع بطيف امتصاص عميق للأشعة تحت الحمراء مع نطاقات امتصاص أكثر وأوسع من ثاني أكسيد الكربون _. يقتصر تركيزه في الغلاف الجوي على درجة حرارة الهواء، بحيث تزداد القوة الإشعاعية لبخار الماء مع الانحباس الحراري العالمي (التغذية الراجعة الإيجابية). لكن تعريف GWP يستبعد التأثيرات غير المباشرة. يعتمد تعريف GWP أيضًا على الانبعاثات، ويتم إزالة الانبعاثات البشرية لبخار الماء (أبراج التبريد والري) عن طريق هطول الأمطار في غضون أسابيع، وبالتالي فإن GWP الخاص به لا يُذكر.

عند حساب GWP لغاز الدفيئة، تعتمد القيمة على العوامل التالية:

• امتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة الغاز المعطى
• أفق زمني محل الاهتمام (فترة التكامل)
• عمر الغاز في الغلاف الجوي

يرتبط ارتفاع احتمالية الاحترار العالمي بامتصاص كبير للأشعة تحت الحمراء وعمر جوي طويل. إن اعتماد احتمالية الاحترار العالمي على طول موجة الامتصاص أكثر تعقيدًا. حتى لو امتص الغاز الإشعاع بكفاءة عند طول موجي معين، فقد لا يؤثر هذا على احتمالية الاحترار العالمي كثيرًا، إذا كان الغلاف الجوي يمتص بالفعل معظم الإشعاع عند هذا الطول الموجي. يكون للغاز أكبر تأثير إذا امتص في "نافذة" من الأطوال الموجية حيث يكون الغلاف الجوي شفافًا إلى حد ما. تم العثور على اعتماد احتمالية الاحترار العالمي كدالة لطول الموجة تجريبياً ونشر على شكل رسم بياني. ^[30]

نظرًا لأن القدرة على الاحترار العالمي للغازات المسببة للانحباس الحراري تعتمد بشكل مباشر على طيف الأشعة تحت الحمراء الخاص بها، فإن استخدام التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لدراسة الغازات المسببة للانحباس الحراري له أهمية مركزية في الجهود المبذولة لفهم تأثير الأنشطة البشرية على تغير المناخ العالمي .

وكما أن القوة الإشعاعية توفر وسيلة مبسطة لمقارنة العوامل المختلفة التي يُعتقد أنها تؤثر على نظام المناخ ببعضها البعض، فإن إمكانات الاحتباس الحراري العالمي هي نوع من المؤشرات المبسطة القائمة على الخصائص الإشعاعية التي يمكن استخدامها لتقدير التأثيرات المستقبلية المحتملة لانبعاثات الغازات المختلفة على نظام المناخ بمعنى نسبي. وتستند إمكانات الاحتباس الحراري العالمي إلى عدد من العوامل، بما في ذلك الكفاءة الإشعاعية (القدرة على امتصاص الأشعة تحت الحمراء) لكل غاز نسبة إلى ثاني أكسيد الكربون، فضلاً عن معدل اضمحلال كل غاز (الكمية التي تُزال من الغلاف الجوي على مدى عدد معين من السنوات) نسبة إلى ثاني أكسيد الكربون. ^[31]

سعة القوة الإشعاعية (RF) هي كمية الطاقة التي يمتصها الغاز الدفيء لكل وحدة مساحة، لكل وحدة زمنية، والتي لولا ذلك لكانت قد فقدت في الفضاء. ويمكن التعبير عنها بالصيغة التالية:

$${\displaystyle {\mathit {RF}}=\sum _{i=1}^{100}{\text{abs}}_{i}\cdot F_{i}/\left({\text{l}}\cdot {\text{d}}\right)}$$حيث يمثل الرمز i فاصل رقم موجي مقداره 10 سنتيمترات عكسية . ويمثل Abs _i الامتصاص المتكامل للأشعة تحت الحمراء للعينة في تلك الفترة، ويمثل F _i التردد الراديوي لتلك الفترة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تقدم الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) القيم المقبولة عمومًا لـ GWP، والتي تغيرت قليلاً بين عامي 1996 و2001، باستثناء الميثان، الذي تضاعفت قيمته تقريبًا. يمكن العثور على تعريف دقيق لكيفية حساب GWP في تقرير التقييم الثالث لعام 2001 للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ. ^[32] يتم تعريف GWP على أنه نسبة القوة الإشعاعية المتكاملة زمنياً من الإطلاق اللحظي لـ 1 كجم من مادة أثرية نسبة إلى 1 كجم من غاز مرجعي:

$${\displaystyle {\mathit {GWP}}\left(x\right)={\frac {a_{x}}{a_{r}}}{\frac {\int _{0}^{\mathit {TH}}[x](t)\,dt}{\int _{0}^{\mathit {TH}}[r](t)\,dt}}}$$ حيث TH هو الأفق الزمني الذي يتم خلاله النظر في الحساب؛ و _x هي الكفاءة الإشعاعية بسبب زيادة الوحدة في الوفرة الجوية للمادة (أي، Wm ⁻² kg ⁻¹ ) و[x](t) هو الاضمحلال المعتمد على الوقت في وفرة المادة بعد الإطلاق اللحظي لها في الوقت t = 0. يحتوي المقام على الكميات المقابلة للغاز المرجعي (أي CO ₂ ). لا تكون الكفاءات الإشعاعية a _x وa _r ثابتة بالضرورة بمرور الوقت. في حين أن امتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة العديد من غازات الدفيئة يختلف خطيًا مع وفرتها، فإن القليل منها المهمة تُظهر سلوكًا غير خطي للوفرة الحالية والمستقبلية المحتملة (على سبيل المثال، CO ₂ وCH ₄ وN ₂ O). بالنسبة لتلك الغازات، ستعتمد القوة الإشعاعية النسبية على الوفرة وبالتالي على السيناريو المستقبلي المعتمد.

نظرًا لأن جميع حسابات GWP هي مقارنة بثاني أكسيد الكربون _غير الخطي، فإن جميع قيم GWP تتأثر. بافتراض خلاف ذلك كما تم القيام به أعلاه سيؤدي إلى انخفاض GWP للغازات الأخرى مقارنة بالنهج الأكثر تفصيلاً. لتوضيح ذلك، في حين أن زيادة ثاني أكسيد الكربون _لها تأثير أقل وأقل على الامتصاص الإشعاعي مع ارتفاع تركيزات جزء في المليون، فإن الغازات الدفيئة الأكثر قوة مثل الميثان وأكسيد النيتروز لها ترددات امتصاص حرارية مختلفة عن ثاني أكسيد الكربون _التي لا يتم ملؤها (تشبعها) بقدر ثاني أكسيد الكربون _، وبالتالي فإن ارتفاع جزء في المليون من هذه الغازات أكثر أهمية بكثير.

يتم حساب مكافئ ثاني أكسيد الكربون (CO ₂ e أو CO ₂ eq أو CO ₂ -e) لكمية من الغاز من خلال GWP الخاص به. بالنسبة لأي غاز، فإن كتلة ثاني أكسيد الكربون _التي من شأنها أن تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض بقدر كتلة هذا الغاز. ^[33] وبالتالي فإنه يوفر مقياسًا مشتركًا لقياس التأثيرات المناخية للغازات المختلفة. يتم حسابه من خلال GWP مضروبًا في كتلة الغاز الآخر. على سبيل المثال، إذا كان GWP الخاص بغاز ما 100، فإن طنين من الغاز لديهما CO ₂ e تساوي 200 طن، و9 أطنان من الغاز لديها CO ₂ e تساوي 900 طن.

على نطاق عالمي، يمكن أيضًا التعبير عن التأثيرات المسببة للاحترار لغاز أو أكثر من غازات الدفيئة في الغلاف الجوي على أنها تركيز جوي مكافئ لثاني أكسيد الكربون _. يمكن أن يكون CO ₂ e هو التركيز الجوي لثاني أكسيد الكربون _الذي من شأنه أن يسخن الأرض بقدر تركيز معين لبعض الغازات الأخرى أو لجميع الغازات والهباء الجوي في الغلاف الجوي. على سبيل المثال، فإن CO ₂ e البالغ 500 جزء في المليون يعكس مزيجًا من الغازات الجوية التي تسخن الأرض بقدر ما قد يؤدي 500 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون _إلى تسخينها. ^{[34] [35]} إن حساب التركيز الجوي المكافئ لثاني أكسيد الكربون _لغاز دفيئة أو هباء جوي في الغلاف الجوي أكثر تعقيدًا ويتضمن التركيزات الجوية لتلك الغازات، واحتمالات الاحترار العالمي الخاصة بها، ونسب كتلها المولية إلى الكتلة المولية لثاني أكسيد _{الكربون} .

_{تعتمد حسابات انبعاثات ثاني} أكسيد الكربون على المقياس الزمني المختار، والذي عادة ما يكون 100 عام أو 20 عامًا، ^{[36] [37]} حيث تتحلل الغازات في الغلاف الجوي أو يتم امتصاصها بشكل طبيعي بمعدلات مختلفة.

الوحدات التالية هي المستخدمة بشكل شائع:

• حسب لجنة الأمم المتحدة المعنية بتغير المناخ ( IPCC ): مليار طن متري = n×10 ⁹ طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون ₍ GtCO ₂ eq) ^[38]
• في الصناعة: مليون طن متري من مكافئ ثاني أكسيد الكربون (MMTCDE) ^[39] وMMT من مكافئ _{ثاني أكسيد الكربون} ^[22]
• بالنسبة للمركبات: جرامات مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل ميل (gCO2e _/ ميل) أو لكل كيلومتر (gCO2e _/ كم) ^{[40] [41]}

على سبيل المثال، يوضح الجدول أعلاه احتمالية الاحترار العالمي لغاز الميثان على مدى عشرين عاماً عند 86 مليون طن وأكسيد النيتروز عند 289 مليون طن، وبالتالي فإن انبعاثات مليون طن من الميثان أو أكسيد النيتروز تعادل انبعاثات 86 مليون طن أو 289 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون، على التوالي.

وبموجب بروتوكول كيوتو ، قام مؤتمر الأطراف في عام 1997 بتوحيد التقارير الدولية، وذلك من خلال اتخاذ قرار (انظر القرار رقم 2/CP.3) بأن قيم GWP المحسوبة لتقرير التقييم الثاني للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ سوف تستخدم لتحويل انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي المختلفة إلى مكافئات قابلة للمقارنة من ثاني أكسيد الكربون _. [ ^{42] [43]}

بعد بعض التحديثات الوسيطة، تم تحديث هذا المعيار في عام 2013 من قبل اجتماع وارسو لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ (UNFCCC، رقم القرار 24/CP.19) ليتطلب استخدام مجموعة جديدة من قيم GWP لمدة 100 عام. لقد نشروا هذه القيم في المرفق الثالث، وأخذوها من تقرير التقييم الرابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ ، والذي نُشر في عام 2007. ^[21] لا تزال تقديرات عام 2007 تُستخدم للمقارنات الدولية حتى عام 2020، ^[22] على الرغم من أن أحدث الأبحاث حول تأثيرات الاحتباس الحراري وجدت قيمًا أخرى، كما هو موضح في الجداول أعلاه.

ورغم أن التقارير الأخيرة تعكس دقة علمية أكبر، فإن البلدان والشركات تواصل استخدام قيم تقرير التقييم الثاني للهيئة الدولية المعنية بتغير المناخ ^[16] وتقرير التقييم الرابع للهيئة الدولية المعنية بتغير المناخ لأغراض المقارنة في تقارير الانبعاثات الخاصة بها. وقد تخطى تقرير التقييم الخامس للهيئة الدولية المعنية بتغير المناخ قيم الخمسمائة عام ولكنه قدم تقديرات الاحتباس الحراري العالمي بما في ذلك ردود الفعل المناخية الكربونية (f) مع قدر كبير من عدم اليقين. ^[13]

إن إمكانية تغير درجة الحرارة العالمية (GTP) هي طريقة أخرى لمقارنة الغازات. فبينما تقدر إمكانية تغير درجة الحرارة العالمية الإشعاع الحراري تحت الأحمر الممتص، تقدر إمكانية تغير درجة الحرارة العالمية الارتفاع الناتج في متوسط ​​درجة حرارة سطح العالم، على مدى العشرين أو الخمسين أو المائة عام القادمة، بسبب غاز دفيئة، نسبة إلى ارتفاع درجة الحرارة الذي قد تسببه نفس كتلة ثاني أكسيد الكربون . [ ₁₃ ^] ويتطلب حساب إمكانية تغير درجة الحرارة العالمية نمذجة كيفية امتصاص العالم، وخاصة المحيطات، للحرارة. ^[24] وتُنشر إمكانية تغير درجة الحرارة العالمية في نفس جداول الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ مع إمكانية تغير درجة الحرارة العالمية. ^[13]

تم اقتراح مقياس آخر يسمى GWP* (يُنطق "GWP star" ^[44] ) لمراعاة الملوثات المناخية قصيرة العمر بشكل أفضل (SLCPs) مثل الميثان. إن الزيادة الدائمة في معدل انبعاث SLCP لها تأثير مماثل لتأثير انبعاث كمية من ثاني أكسيد الكربون لمرة واحدة، لأن كلاهما يرفع القوة الإشعاعية بشكل دائم أو (في حالة ثاني أكسيد الكربون) بشكل دائم عمليًا (نظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون _يبقى في الهواء لفترة طويلة). وبالتالي فإن GWP* يعين زيادة في معدل انبعاث SLCP بمقدار معادل (أطنان) من ثاني أكسيد الكربون _. [ ^45] ومع ذلك، فقد تعرض GWP* لانتقادات بسبب ملاءمته كمقياس وبسبب ميزات التصميم المتأصلة التي يمكن أن تؤدي إلى إدامة الظلم وعدم المساواة. يتم "معاقبة" البلدان النامية التي تتزايد انبعاثاتها من ملوثات المناخ قصيرة الأجل، في حين لا يتم معاقبة البلدان المتقدمة مثل أستراليا أو نيوزيلندا التي لديها انبعاثات ثابتة من ملوثات المناخ قصيرة الأجل بهذه الطريقة، على الرغم من أنه قد يتم معاقبتها على انبعاثاتها من ثاني أكسيد الكربون _. [ ^{46] [47] [44]}

• محاسبة الكربون
• البصمة الكربونية
• كثافة الانبعاث

• شيميل، د.؛ ألفز، د.؛ إنتنج، إ.؛ هيمان، م.؛ وآخرون (1995). "الفصل الثاني: القوة الإشعاعية لتغير المناخ". تغير المناخ 1995: علم تغير المناخ . مساهمة مجموعة العمل الأولى في تقرير التقييم الثاني للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC SAR WG1). ص 65-132.
• فورستر، ب.؛ راماسوامي، ف.؛ أرتاكسو، ب.؛ بيرنتسين، ت.؛ وآخرون. (2007). "الفصل 2: ​​التغيرات في المكونات الجوية والقوة الإشعاعية" (ملف PDF) . تغير المناخ 2013: الأساس العلمي الفيزيائي . مساهمة مجموعة العمل الأولى في تقرير التقييم الرابع للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ. ص 129-234.
• ماير، جيه؛ شينديل، دي؛ بريون، إف-إم؛ كولينز، دبليو؛ وآخرون (2013). "الفصل الثامن: القوى الإشعاعية البشرية والطبيعية" (ملف PDF) . تغير المناخ 2013: الأساس العلمي الفيزيائي . مساهمة مجموعة العمل الأولى في تقرير التقييم الخامس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ. ص 659-740.

• قائمة احتمالات الاحتباس الحراري العالمي وعمر الغلاف الجوي من وكالة حماية البيئة الأمريكية
• GWP والمعاني المختلفة لـ CO2e موضحة