Staklenički potencijal je relativna veličina koja pokazuje koliko jedinična količina neke tvari doprinosi efektu staklenika. Radi se o veličini koja je direktno povezana s tzv. ekstinkcijskim koeficijentom. To je spektroskopska veličina, koja pokazuje koliko zračenja određene valne duljine tvar može apsorbirati. Kako bismo to razumijeli, dobro se upoznati s Lambert-Beerovim zakonom, u kojem je zapravo sadržano sve što na ovoj razini trebate znati o spektroskopiji. Naime, mjerimo li intenzitet svjetlosti koja prolazi kroz neko sredstvo, primijetit ćemo da upadni i izlazni intenzitet (I0, odnosno I) općenito nisu jednaki, tj. općenito je I < I0.
Intuitivno je jasno da odnos izlaznog i upadnog intenziteta je određen duljinom puta svjetlosti kroz sredstvo (l) i koncentraciji tvari c. Međutim, znamo i da se različite tvari razlikuju i u uspješnosti upijanja ili propuštanja svjetlosti, a to je određeno ekstinkcijskim koeficijentom ε. To je fizikalno svojstvo tvari, neovisno o njenoj koncentraciji i drugim parametrima. Lambert-Beerov zakon glasi:
A = εlc
gdje je A apsorbancija, a ona je povezana s omjerom intenziteta upadne i izlazne svjetlosti:
I tu smo gotovi s formulama, osim što ćemo reći da ekstinkcijski koeficijent nije isti pri svim valnim duljinama, tj. tvar puno uspješnije upija svjetlost nekih valnih duljina u odnosu na druge valne duljine. Dakle, on je funkcija valne duljine ε(λ). Zato i apsorbancija ovisi o valnim duljinama i zato svaka tvar ima neki karakteristični spektar A(λ). Običnim jezikom, zato su mnoge tvari obojane.
Iako nam zrak izgleda proziran, on je proziran u vidljivom dijelu spektra. No, u infracrvenom dijelu spektra zrak baš i nije toliko proziran. Drugim riječima, propustimo li infracrvenu svjetlost kroz zrak, dobit ćemo njegov infracrveni spektar:
Infracrveno zračenje nazivamo i toplinskim zračenjem, tj. ono je odgovorno za prijenos topline. Zato nam je upravo međuigra infracrvenog zračenja s tvarima najvažnija za razumijevanje efekta staklenika.
Ono što je najvažnije uočiti na spektru je da imamo neka područja u kojima imamo nekakav „nedostatak“ zračenja. Upravo su to područja u kojima nam staklenički plinovi upijaju infracrveno zračenje. To na ovoj slici između 4000 i 3300 cm-1, 2400 – 2300 cm-1, 2000 – 1200 cm-1 i oko 700 cm-1. Ovo oko 3500 i 1500 cm-1 uzrokuje vodena para, a oko 2400 i 700 cm-1 nastaje zbog prisustva ugljikovog dioksida CO2.
Sad uzmemo koju je količinu svjetlosti „pojela“ određena tvar u svim područjima spektra, svedemo sve na jediničnu koncentraciju i jedinični put kroz sredstvo i ne taj način dobivamo integralni ekstinkcijski koeficijent. To je staklenički potencijal. Osim toga, s obzirom na to da je CO2 najvažniji staklenički plin, ljudi su se dogovorili da njegov staklenički potencijal bude jednak 1, a staklenički potencijali svih drugih tvari se uspoređuje s CO2. Osim toga, neki plinovi su i nestabilni pa se s vremenom raspadaju u atmosferi. Zato najčešće razmatramo više stakleničkih potencijala, npr. za razdoblje od 20, 100 i 500 godina.
U sljedećoj tablici su navedeni staklenički potencijali glavnih stakleničkih plinova:
Tvar
|
Životni vijek u atmosferi (godine)
|
Staklenički potencijal (GHP)
|
20 godina
|
100 godina
|
500 godina
|
Voda H2O
|
Neodređeno
|
<1
|
<1
|
<1
|
Ugljikov dioksid CO2
|
5-200
|
1
|
1
|
1
|
Dušikov(I) oksid N2O
|
114
|
275
|
296
|
156
|
Metan CH4
|
12
|
72
|
25
|
7,6
|
Klorofluorougljici
|
0,3 – 260
|
40 – 9400
|
12-12 000
|
4 – 10 000
|
Perfluorogljici
|
2600 – 50 000
|
3900 – 8000
|
5700 – 11 900
|
8900 – 18 000
|
Sumporov heksafluorid SF6
|
3200
|
15 100
|
22 200
|
32 400
|
Ozon O3
|
22 dana
|
65
|
—
|
—
|