Na atmosfera, a água está presente em maior concentração ( 0,4 % ) do que o CO2(0,031 %) e, em termos relativos, a molécula de água é 3,3 vezes mais eficaz em capacidade de absorver radiação no infravermelho; contudo, mesmo assim, o CO2 é apontado como principal causador do efeito estufa que estamos vivenciando. Como justificar esse fato?

Passo 1

Beleza, vamos resumir: o enunciado diz que na atmosfera tem mais vapor d’água (0,4 %) que CO₂ (0,031 %) e que, ainda por cima, a água é ~3,3× mais eficaz em absorver radiação IR. Mesmo assim, o CO₂ é considerado o principal “culpado” pelo aquecimento.
Conteúdo: efeito estufa, absorção de radiação infravermelha, forçantes versus feedbacks, tempo de residência dos gases e janelas espectrais.
O que precisamos:
  1. entender como cada gás absorve IR;
  2. saber que vapor d’água é um feedback (responde à temperatura) e CO₂ é um forcing (se acumula e altera T);
  3. relacionar tempo de vida e distribuição;
  4. mencionar janelas espectrais onde o CO₂ “fecha” trechos que a água não cobre.

Passo 2

Antes de tudo, lembra do que é efeito estufa? É quando gases na atmosfera absorvem IR que a Terra emite e reemitem pra cá, mantendo o planeta mais quente. Cada gás tem um espectro de bandas de absorção:
  • H₂O tem bandas largas em vários comprimentos de onda;
  • CO₂ destaca-se na banda em torno de 15 µm, uma região onde a água não é tão forte.
    Isso significa que, mesmo sendo menor em quantidade, o CO₂ “fecha” uma janela que a água deixa escapar.

Passo 3

Agora o lance do tempo de residência e da distribuição:
  • Vapor d’água troca rápido com o solo (chuva, evaporação). Ele se ajusta quase instantâneo à temperatura local e tem concentração muito variável por regiões.
  • CO₂ fica na atmosfera por décadas a séculos, mistura-se globalmente e acumula com emissões humanas.
Assim, se você queima combustível, aumenta o CO₂ (forcing) e isso aquece a Terra; o vapor d’água responde (feedback), mas não dispara o aquecimento sozinho, pois se chove ou esfria, ele some.

Passo 4

Para fechar, o principal é entender forçante × feedback:
  1. Forçante (CO₂): altera o equilíbrio radiativo mesmo sem mudança de T, pois você adiciona moléculas que continuam absorvendo IR.
  2. Feedback (H₂O): a concentração máxima de vapor d’água no ar segue a saturação dada pela temperatura via relação de Clausius–Clapeyron: es(T)propto expl(LvRvTr),
    o que dá um aumento de cerca de 7 % de vapor a cada +1 °C. Ou seja, o vapor d’água só cresce porque a temperatura já subiu (por causa do CO₂, por exemplo), e amplifica esse aquecimento, mas não o inicia.

Resposta

O CO₂ é o principal responsável pelo efeito estufa atual porque, ao contrário do vapor d’água (que é um feedback rápido, limitado pela temperatura e ciclo da água), ele permanece décadas na atmosfera, forçando diretamente o desequilíbrio radiativo e “fechando” janelas espectrais que a água não cobre. O vapor d’água só aumenta em resposta a essa elevação inicial de temperatura causada pelo CO₂.

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