Effetto serra

Effetto serra

Il rapido sviluppo industriale iniziato nel CIC secolo è stato caratterizzato da un continuo aumento del consumo di combustibili fossili ,con la conseguente aggiunta all'atmosfera di grandi quantità di CO₂ un tipico prodotto della combustione.

Considerando l'atmosfera nel suo insieme , nessuno dei gas che la costituisce assorbe in misura significativa le radiazioni aventi una lunghezza d'onda compresa tra i 0.4 e i 0.7 µm ,quelle cioè che corrispondono alla banda del visibile, che comprende una buona parte delle radiazioni solari incidente. Ciò spiega perché la maggior parte delle radiazioni visibili raggiunge la superficie terrestre e perché si dice che l'atmosfera è trasparente alle radiazioni solari. Pertanto l'energia solare diretta è assai poco efficace ai fini di un riscaldamento dell'atmosfera terrestre ; il grosso dell'energia che questa riceve è una conseguenza dell'irraggiamento ad opera della superficie terrestre, che restituisce l'energia della radiazione solare da essa assorbita .Tale processo, come vedremo ,è della massima importanza per la dinamica del tempo atmosferico.

Circa il 50% dell'energia solare che investe l'atmosfera raggiunge direttamente o indirettamente (cioè per diffusione) la superficie terrestre e ne viene assorbito .La maggior parte dell'energia assorbita viene nuovamente irradiata verso il cielo. Ma, poiché la Terra ha una temperatura superficiale molto inferiore a quella della superficie del Sole ,la radiazione terrestre è costituita, da onde elettromagnetiche di lunghezza d'onda maggiore di quella della radiazione solare. Il grosso della radiazione terrestre presenta lunghezze d'onda che vanno da 1 a 30 µm, che cadono quindi, all'interno della banda dell'infrarosso .E d'altra parte l'atmosfera ha globalmente buone capacità di assorbimento nei confronti di queste radiazioni.

Particolarmente efficaci secondo questo aspetto sono il vapore acqueo e l'anidride carbonica. Pertanto, poiché come abbiamo visto, l'atmosfera è piuttosto trasparente nei confronti della radiazione solare (a onde corte) e maggiormente assorbente nei confronti della radiazione terrestre (a onde lunghe), essa viene riscaldata dal basso verso l'alto piuttosto che viceversa .Ciò spiega la graduale diminuzione della temperatura con la quota che si osserva nella troposfera: quanto più è lontana dal «radiatore», tanto più fredda risulta l'aria. Nell'assorbire la radiazione terrestre i gas dell'atmosfera si riscaldano ,ma prima o poi finiscono per irradiare a loro volta l'energia così assorbita.

Di conseguenza , la superficie terrestre viene continuamente rifornita di calore , oltre che dal sole, anche dall'atmosfera ;senza l'assorbimento e il conseguente irraggiamento da parte dei gas dell'atmosfera , la Terra non sarebbe un pianeta abitabile.

Parte della CO₂ via via immessa nell'atmosfera si scioglie nelle acque degli oceani e parte viene utilizzata dalle piante, ma circa il 40-50 % rimane nell'atmosfera. Con l'aumento di anidride carbonica l'effetto serra sarà ancora più consistente e più facilmente rilevabile. Nell'ipotesi di un raddoppio del contenuto di CO₂ i modelli più realistici prevedono un aumento globale della temperatura alla superficie terrestre, compreso tra 3 e 5 C, e un riscaldamento della parte inferiore dell'atmosfera non uguale dovunque: la variazione termica nelle regioni polari potrà essere due o tre volte superiore alla media globale.

Ciò sarebbe dovuto, almeno in parte, alla notevole stabilità della troposfera polare, che ostacola il mescolamento verticale dell'aria e limita, perciò, la quantità di calore che dalla superficie può trasferirsi verso l'alto. Un ulteriore contributo al maggior incremento della temperatura nelle regioni polari dovrebbe venire anche dalla prevista riduzione dell'estensione di superficie marina ghiacciata, come verrà meglio precisato tra breve. L'atmosfera è un sistema fisico interattivo assai complesso; nell'analizzarne il comportamento, si devono prendere in considerazione molte possibili conseguenze dell'alterazione anche di uno solo degli elementi del sistema. Queste varie possibilità, dette meccanismi di risposta climatici, non solo complicano i tentativi di costruire dei modelli climatici, ma accrescono anche l'incertezza delle previsioni in questo campo. Tra i meccanismi di risposta climatici, il più ovvio e importante è quello basato sul fatto che una temperatura superficiale maggiore intensifica l'evaporazione, il che fa aumentare la quantità di vapore acqueo nell'atmosfera. Ricordiamo che anche il vapore acqueo assorbe efficacemente la radiazione terrestre, per cui, con più vapore acqueo nell'aria, l'effetto di aumento della temperatura dovuto alla presenza di una maggior quantità di anidride carbonica viene ad essere ulteriormente accentuato. L'aumento di temperatura alle latitudini elevate dovrebbe essere maggiore del valore medio globale. Tale conclusione è basata, in parte sull'ipotesi che la superficie marina coperta dai ghiacci (il pack si riduca con l'aumentare della temperatura: di conseguenza, dato che il ghiaccio riflette indietro una percentuale di radiazione incidente molto maggiore di quella riflessa dall'acqua, con la fusione del pack una superficie altamente riflettente verrebbe sostituita da una superficie relativamente scura.

Come risultato, rispetto a oggi, nelle aree polari la superficie terrestre assorbirebbe una maggiore quantità di energia solare, che, riemessa verso l'atmosfera, finirebbe per accrescere l'incremento di

temperatura provocato dall'aumento di CO₂ nell'atmosfera.

Esistono, però, anche effetti che tendono a neutralizzare il cambiamento iniziale, in quanto operano in senso opposto ad esso. Un aumento globale della temperatura avrebbe come probabile risultato un parallelo aumento della copertura di nubi, dovuto al maggior contenuto di vapore acqueo nell'atmosfera.

La maggior parte delle nubi riflette molto bene la radiazione solare: allo stesso tempo, le nubi assorbono e reirradiano altrettanto bene la radiazione terrestre.

Il risultato complessivo di un aumento della copertura nuvolosa sarebbe perciò una diminuzione della temperatura dell'aria. Tuttavia, anche se l'aumento della copertura nuvolosa opera in senso contrario, in base agli attuali modelli climatici un raddoppio della quantità di anidride carbonica nell'atmosfera si tradurrebbe alla fine in un aumento globale di temperatura.

Il problema di un riscaldamento globale provocato da un aumento di CO₂ nell'atmosfera è stato ed è uno degli aspetti più studiati e discussi relativi ai cambiamenti climatici. Sebbene non si sia riusciti ancora a elaborare un modello che tenga conto dell'intera gamma di possibili effetti e meccanismi di risposta, è convinzione comune, nell'ambito della comunità scientifica, che un aumento di CO₂ nell'atmosfera porti, alla fine, a un pianeta più caldo, con una diversa distribuzione dei regimi climatici.

Questo tipo di cambiamenti climatici avrebbero un grosso impatto sulla distribuzione mondiale delle risorse acquifere e sulla produttività delle aree a sviluppo agricolo che dipendono dai fiumi per l'irrigazione. I cambiamenti nella temperatura pro­vocano anche effetti sugli ecosistemi naturali e sugli insediamenti umani. La popolazione impiegata in agricoltura che subisca tali effetti può essere costretta a cercare nuovi insediamenti ,mentre i residenti lungo le regioni co­stiere possono trovarsi a dover fare fronte a grandi difficoltà. Sembra in­fatti che il livello del mare debba innalzarsi per più di un metro nei prossimi 50‑100 anni, a causa dello scioglimento dei ghiacciai e dell'espansione termica degli oceani . Come conseguenza si avrebbero un'erosione accelerata delle linee di costa e vaste inondazioni che distruggerebbero spiagge, zone umide e insediamenti costieri.

Ci sono ancora molte incertezze nella determinazione dei danni di un au­mento dell'anidride carbonica e degli altri gas nell'atmosfera del pianeta Terra , ma gli effetti finali avranno conseguenze importanti in termini economici, sociali e politici, anche se i cambiamenti ambientali che ne deriveranno saranno impercettibili, nel breve tempo, alle popolazioni.