CHE EFFETTO QUESTA SERRA!

Per accontentare noi umani civilizzati dell'Occidente che vogliamo avere le fragole rosse e succose anche a Natale, si sono dovuti inventare le serre climatizzate. E proprio dalle serre prende il suo nome il cattivo, l'oscuro, il terrificante... Effetto Serra! Muahhahahahhah!! (immaginatevi di sentire una risata grassa di un qualche cattivo dei cartoon..)
L'effetto serra che ci opprime, che ci fa tanta paura, ma di cui nessuno sa veramente niente... Perchè per la maggior parte della popolazione italiana l'effetto serra è una brutta cosa e basta!

ERRORE!

L'EFFETTO SERRA CI PERMETTE DI VIVERE SUL NOSTRO PIANETA TERRA!!
L’effetto serra è responsabile delle condizioni ambientali sul nostro pianeta che hanno consentito lo sviluppo della vita così come noi la conosciamo. Basti pensare che è proprio questa temperatura più elevata che permette all’acqua di restare allo stato liquido sulla terra.

Partiamo dalla descrizione dell'effetto serra, che cos'è e perchè ci è utile, e in seguito dei suoi effetti negativi.

Come già detto, è bene che sia chiaro a tutti i Babbani che ascoltano il telegiornale assumendo tutte le notizie senza spirito critico e come se fossero la verità scesa in terra, che l'effetto serra di per sè non è un problema, ma anzi, ci permette di vivere! Vediamo come funziona l'effetto serra e come ha permesso lo sviluppo della vita così come la conosciamo.

Il calore che raggiunge la terra arriva ovviamente dal Sole, e non dalla Luna: questa non brilla di luce propria ma è illuminata anch'essa dal Sole.
Non tutta l’energia (sinonimi: calore, luce, radiazione elettromagnetica) che il Sole ci invia giunge fino alla superficie della Terra.
Al suolo ne arriva quasi la metà (45%).
Il resto è assorbito dall’atmosfera (15% - è assorbito da vari composti presenti in atmosfera, ad esempio dall'ozono) oppure assorbito e riflesso dalle nubi (40% - è rispedito immediatamente in atmosfera).
L’energia solare che arriva alla superficie della Terra riscalda il suolo.
La Terra, a sua volta, irraggia nello spazio una quantità di energia uguale a quella che assorbe: ovvero tutta l'energia, calore, luce, radiazione elettromagnetica che arriva sulla superficie terrestre, viene rispedita nello spazio.
La Terra resta così in equilibrio termico a una temperatura che varia in modo apprezzabile solo su tempi molto lunghi, dell’ordine delle ere geologiche: la temperatura media della Terra rimane quindi costante nei secoli, ovvero nella scansione temporale che interessa a noi umani homo hominis intelligentissimis ma anche stupidissimis.
La temperatura media della superficie terrestre è quindi determinata dal bilancio tra l’energia solare assorbita dal sistema Terra-atmosfera e l’energia riemessa verso lo spazio.

Se l’atmosfera terrestre fosse trasparente alle radiazioni elettromagnetiche provenienti dal sole e riemesse dalla terra (ovvero tutta l'energia proveniente dal sole e reirraggiata dalla Terra ritornasse nello spazio) come sarebbe se questa fosse costituita solo da N2 e O2 (azoto e ossigeno), la temperatura media superficiale sarebbe -15°C!!! Freddino eh...

Riassunto: senza l'effetto serra la temperatura media della Terra sarebbe di -15°C, e vedremmo i pinguini giocare a pallate di neve all'Equatore. In realtà il valore medio della temperatura della superficie della Terra è 15°C. Questo dipende dalla presenza in atmosfera di componenti relativamente trasparenti alla radiazione solare incidente, ma in grado di assorbire la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre: l’atmosfera così funziona da schermo per l’onda termica che dovrebbe sfuggire dalla Terra. Il fenomeno è noto come effetto serra: una parte del calore che viene riemesso in atmosfera dalla Terra viene trattenuto da alcuni gas atmosferici, che permettono così il riscaldamento del pianeta.

E fin qui tutto bene! Vediamo ora perchè l'effetto serra ci preoccupa e ci fa la bua!

L’effetto serra è fortemente determinato e influenzato da alcuni gas presenti in quantità minime:
- H2O (vapore acqueo)
- CO2 (anidride carbonica)
- CH4 (il metano ti dà una mano)
- O3 (ozono)
- N2O (ossidi di azoto)
- CFC (cloro-fluoro-carburi)

Il vapore acqueo è responsabile per il 70% dell’effetto serra attuale, il rimanente 30% è equamente suddiviso fra CO2 e gli altri gas. Sia la CO2 sia gli altri gas, sebbene in concentrazioni molto basse, presentano un’efficienza nell’assorbimento della radiazione infrarossa superiore a quella dell’acqua: ovvero minori quantità di questi gas creano un effetto serra maggiore di grandi quantità di acqua!

Vediamo a questo punto l'effetto che la CO2 (anidride carobonica) ha sull'effetto serra: cattiva CO2, cattiva, cattiva, in castigo!!
Il Carbonio presente alla superficie terrestre viene continuamente scambiato e riciclato dalle piante e gli animali con il suolo, l’aria e l’oceano. Il Carbonio fa tante belle cose: i diamanti, la grafite e molti composti. Nell’atmosfera il Carbonio esiste principalmente come CO2 con una concentrazione attuale di 370 ppm (parti per milione), mentre alla superficie della terra è legato alla sostanza organica, alle rocce carbonatiche e alle riserve di combustibili fossili. È importante notare come nei potenziali combustibili fossili sia immagazzinata una quantità di Carbonio maggiore di quella presente in atmosfera. La loro combustione può alterare significativamente il contenuto di CO2 in aria!

Attualmente l’uso dei combustibili fossili e loro derivati immette in atmosfera 5.5 Gt C/anno (miliardi di tonnellate di carbonio all'anno) e la deforestazione contribuisce per ulteriori 1.6 Gt C/anno.
Di questi 7.1 Gt di Carbonio circa la metà (3.3 Gt) rimane in atmosfera, 2 Gt vengono disciolti nelle acque del mare e la rimanente parte viene fissata nella biosfera mediante la vegetazione e i suoli.

Le concentrazioni di CO2 sono rimaste costanti dalla fine dell’ultima glaciazione (~10.000 anni fa) sino a ~200 anni fa. Dall’inizio della rivoluzione industriale è stata immessa nell’atmosfera CO2 a una velocità sempre crescente. Da una concentrazione di 290 ppm nel 1900 si è passati a una concentrazione attuale di 370 ppm (un valore così alto mai raggiunto negli ultimi 420.000 e molto probabilmente nemmeno negli ultimi 20 Milioni di anni).

La piccola quantità di CO2 nell’atmosfera (370 ppm) ha un profondo effetto sul nostro clima.
La radiazione proveniente dal sole è formata da varie lunghezze d'onda: le lunghezze d'onda più corte sono le più energetiche: raggi gamma, raggi x, infrarosso. Per lunghezze d'onda comprese fra 4 e 7 nm (nanometri) e quelle maggiori di 13 nm si ha un forte assorbimento della radiazione elettromagnetica da parte del vapore acqueo e della CO2; nell’intervallo 8-13 nm (cioè dove esiste il massimo di emissione dell’InfraRosso terrestre), invece, si ha una discreta finestra di trasparenza, ovvero la radiazione riesce a sfuggire all'atmosfera e viene perduta nello spazio. È questa la finestra attraverso la quale la Terra restituisce allo spazio parte della radiazione solare ricevuta.
L’aumento della concentrazione dei gas serra tende ad allargare le bande di assorbimento con il conseguente restringimento della finestra di trasparenza: più calore viene trattenuto invece di venire disperso.

Per quanto riguarda i CFC, la loro presenza nell’atmosfera è particolarmente importante a causa delle caratteristiche dello spettro di assorbimento dell’infrarosso da parte di questi composti. L’efficienza dei CFC è estremamente elevata proprio per le lunghezze d'onda comprese nell’intervallo tra 8 e 13 nm (ovvero la finestra di trasparenza), intervallo in cui l’efficienza della CO2 è estremamente limitata. La presenza anche di tracce infime di questi composti è molto importante dal punto di vista dell’effetto serra: vanno ad assorbire l'energia irradiata dalla Terra che invece di passare dalla finestra di trasparenza della Terra vieni quindi trattenuta al suolo. L'effetto dei CFC è circa 10.000 volte maggiore di quello della CO2.

Ora potete dire di essere consapevolmente preoccupati per l'effetto serra!!
Dati liberamente tratti dai miei appunti di Geochimica.



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