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Effetto Serra: un pericolo per l’umanità? Ambiente, Opinion leader

Reggio Emilia – Se, in una giornata luminosa e fredda d’inverno, lasciamo la macchina esposta alla luce del sole, quando vi rientriamo troviamo una temperatura gradevole, ben superiore alla temperatura dell’aria esterna. Questo fatto è dovuto all’effetto serra. Il nome è dovuto all’analogo effetto che si ha nelle serre agricole per la crescita di fiori e di ortaggi anche fuori stagione. Oggi, e da tempo, l’effetto serra ha assunto importanza al di là del suo impiego tradizionale perché ad esso si attribuisce il rischio di futuri e drammaticicambiamenti del clima terrestre.

Per capire il fenomeno è necessario sapere come interagiscono materia e radiazione, in particolare la luce visibile e la radiazione  infrarossa. Ogni oggetto emette sempre radiazioni elettromagnetiche: luce, infrarosso, ultravioletto. Queste sono tanto più intense quanto più è alta la temperatura dell’oggetto; se la temperatura cresce da 0°C a 273°C (gradi centigradi) l’intensità della radiazione aumenta di 16 volte (legge di Stefan-Boltzmann). La frequenza della radiazione emessa, al massimo della sua intensità, aumenta linearmente con la temperatura (legge di Wien). Questo, a rigore, vale per il cosiddetto corpo nero, e approssimativamente anche per gli altri corpi. Emettendo radiazione, ossia energia, il corpo si raffredda. Questo lo vediamo ad esempio se arroventiamo un pezzo di ferro sul gas e poi lo togliamo; inizialmente il ferro emette (anche) luce rossastra, gradualmente si raffredda e diventa scuro, ma è ancora caldo ed emette nell’infrarosso.

Questo fa anche la nostra Terra: si riscalda alla radiazione solare durante il giorno, poiché l’energia che assorbe dal Sole è molto maggiore dell’energia perduta per la radiazione emessa,  e si raffredda durante la notte. Parte dell’energia proveniente dal Sole (il 55%) viene immediatamente riflessa dalle nubi e dagli aerosol presenti nell’atmosfera, mentre parte (il 45%) riesce a raggiungere la superficie terrestre, viene assorbita dalla Terra (dai mari, dai suoli, dalla vegetazione,…) e questo è l’inizio del ciclo che porta al riscaldamento dell’atmosfera.  Se non ci fosse qualcos’altro, l’effetto serra, per l’appunto, la temperatura media terrestre, a causa dell’irraggiamento, sarebbe molto inferiore a quella che abbiamo, l’acqua sarebbe ghiaccio e la vita sulla Terra non avrebbe potuto svilupparsi. Nell’atmosfera però ci sono molti gas – vapor d’acqua, anidride carbonica, metano, i gas serra – che, per le proprie particolari proprietà molecolari, risultano trasparenti alla radiazione solare entrante ad onda corta, mentre riflettono, diffondono, oppure assorbono e riemettono la radiazione infrarossa, risultando opachi alla radiazione ad onda lunga (circa 15 micron) irraggiata dalla superficie terrestre che si è riscaldata durante il giorno a causa dei raggi solari diretti. Essi dunque impediscono a una parte della radiazione irraggiata dal nostro pianeta di perdersi nello spazio e la rimandano indietro. E’ esperienza comune che dopo una notte limpida la temperatura alla mattina è inferiore a quanto si ha dopo una notte col cielo nuvoloso, appunto perché anche il vapor acqueo è un gas serra.

Così la Terra si raffredda meno di quanto accadrebbe se questi gas fossero assenti e la temperatura media terrestre è adatta allo sviluppo della vita biologica, la nostra compresa; in assenza di gas serra, dall’equazione di equilibrio tra radiazione entrante e quella uscente si trova che la temperatura superficiale media della Terra sarebbe di circa -18 °C, mentre, grazie alla presenza dei gas serra, il valore reale medio è di circa +14 °C
L’effetto serra è dunque un fenomeno climatico che indica la capacità della Terra di trattenere parte del calore assorbito dal Sole. Se la concentrazione dei gas serra nell’atmosfera aumenta, per cause naturali o per effetto delle attività umane, la loro influenza sul clima fa sì che anche la temperatura del nostro pianeta cresca. Questo è già avvenuto a più riprese nei tempi passati, nei quali si sono registrate notevoli variazioni di temperatura e di concentrazione dell’anidride carbonica. Grazie alla paleoclimatologia, la scienza che studia il clima passato della Terra, si sa infatti che la storia climatica della Terra attraversa continue fasi di cambiamenti climatici più o meno rapidi e più o meno ciclici, passando da Ere Glaciali ad Ere Interglaciali (considerando milioni di anni), da Periodi glaciali a Periodi interglaciali (considerando migliaia di anni).Le recenti glaciazioni e i successivi riscaldamenti, occorsi per cause naturali, sono una testimonianza di questo fenomeno; l’ultimo periodo glaciale terminò 12 000 anni fa.

Cosa c’è oggi di nuovo che alimenta le preoccupazioni su un possibile rapido e drammatico cambiamento del clima, tanto che questo è diventato uno dei più gravi problemi che l’umanità deve affrontare? Per gli ultimi 100-150 anni, buona parte della comunità scientifica  ritiene che i cambiamenti del clima siano dovuti anche all’azione dell’uomo: l’inquinamento atmosferico dovuto alla combustione di fonti fossili, alla deforestazione, all’agricoltura industrializzata e all’estensione della zootecnia, determina un aumento dei gas serra nell’ atmosfera, in particolare dell’anidride carbonica (CO2), del metano (CH4), del protossido di azoto (N2O) e dell’ozono (O3), innalzando così l’effetto serra naturale di una significativa componente antropica.

Le conseguenze sul clima e sulle nostre vite sono ancora in parte materia di  dibattito scientifico: riscaldamento globale, modifica dei regimi di precipitazione, scioglimento dei ghiacci polari, aumento del livello dei mari, acidificazione degli oceani ed altri disastri naturali sono alcune delle minacce che ci si prospettano in un futuro non lontano. Nonostante le molte discussioni, le conferenze, i protocolli, non sembra al momento che le iniziative dei vari stati siano sufficienti a garantirci che le emissioni di gas serra, in particolare di anidride carbonica, nel prossimo futuro diminuiranno tanto da allontanare il rischio di drammatici cambiamenti del clima.

 

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