L'effetto serra è un fenomeno atmosferico-climatico che indica la capacità di un pianeta di trattenere nella propria atmosfera parte dell'energia solare proveniente dal Sole 

L'effetto serra è un fenomeno atmosferico-climatico che indica la capacità di un pianeta di trattenere nella propria atmosfera parte dell'energia solare proveniente dal Sole. Esso fa parte dei complessi meccanismi di regolazione dell'equilibrio termico di un pianeta e agisce attraverso la presenza in atmosfera di alcuni gas che hanno come effetto globale quello di mitigare la temperatura dell'atmosfera terrestre isolandola parzialmente dai grandi sbalzi o escursioni termiche cui sarebbe soggetta la Terra in loro assenza. Importanza dell’energia riflessa nello spazio

 

Da milioni di anni la terra è costantemente irraggiata dalle radiazioni elettromagnetiche provenienti dal sole, scaldano il nostro pianeta e danno origine alla vita. Quello che citiamo spesso come "il problema dell'effetto serra" è in realtà un fenomeno naturale da sempre presente sulla terra. Dall'effetto serra deriva la temperatura terrestre. Senza l'effetto serra la temperatura del globo sarebbe in media 30 gradi più fredda, ovvero oscillerebbe intorno ad una temperatura di -18° C.

Perché l’effetto serra è un problema?

Quando c’è un'eccessiva presenza di gas serra (i principali sono anidride carbonica, metano e vapore acqueo) nell'atmosfera essi causano l'aumento della temperatura terrestre. Questi gas svolgono due importanti funzioni:

- filtrano le radiazioni provenienti dal sole, evitando in tal modo di far giungere fino alla superficie terrestre quelle più nocive per la vita;

- ostacolano l'uscita delle radiazioni infrarosse. I raggi solari rimbalzano sul suolo terrestre dirigendosi nuovamente verso l'alto. I gas serra presenti nell'atmosfera impediscono la loro completa dispersione nello spazio, facendoli nuovamente cadere verso il basso.

Le emissioni di anidride carbonica sono il principale nemico da combattere. L'80% delle emissioni di anidride carbonica proviene dalla combustione del petrolio, del metano e del carbone.

 

effetto serra

 

Parte della luce proveniente dal sole viene riflessa nello spazio. La luce riflessa dalla terra non contribuisce al riscaldamento della terra. Le nuvole nell'atmosfera e il ghiaccio sul terreno migliorano la riflessione. Il termine albedo si riferisce a quanto sono riflettenti le varie superfici.

Riflessione da Ghiaccio e Neve

Attualmente, il ghiaccio copre permanentemente il 10% della superficie terrestre totale della Terra, quasi tutta in Antartide e Groenlandia. Il ghiaccio copre un altro 7% degli oceani della terra, compreso l'Oceano Artico. In pieno inverno, il 49% del territorio del Nord America è coperto di neve.

Fino al 90% della luce che colpisce le aree coperte di ghiaccio o neve viene riflessa nello spazio. Al contrario, solo il 10% circa della luce che colpisce gli oceani viene riflessa. I cambiamenti nella copertura di neve e ghiaccio possono influenzare significativamente la quantità di calore solare che viene trattenuta nella terra.

L'estensione delle aree riflettenti di ghiaccio e neve gioca un ruolo importante nello stabilire l'equilibrio termico della terra.

Riflessione dalla terra

I cambiamenti nel terreno possono influenzare la quantità di energia solare che viene riflessa o assorbita in una particolare area. Le foreste tendono ad essere più riflettenti delle regioni sgombre. Di conseguenza, la perdita di foreste contribuisce al riscaldamento.

Alfred Wegener viene ricordato soprattutto per aver elaborato la teoria della deriva dei continenti. Iniziò a lavorare a quest'idea nel 1910, quando osservò la straordinaria concordanza delle coste dei continenti affacciati attorno all'oceano Atlantico.

Wegener propose che un tempo, negli anni formativi della Terra, le masse terrestri dei continenti si trovassero in un continente più centralizzato che chiamò Pangea. Secondo la sua teoria, successivamente i continenti si sono allontanati. Con i continenti raggruppati insieme, c'era una massa terrestre più assorbente rispetto all'area oceanica riflettente vicino all'equatore, dove i raggi del sole sono più diretti. Il riarrangiamento dei continenti mentre andavano lentamente alla deriva nel corso di milioni di anni ha contribuito al raffreddamento climatica della terra.

Riflessione dalle nuvole

Sebbene le nuvole riflettano e assorbano energia dal sole, il loro ruolo principale è ridurre la quantità di luce solare disponibile riflettendola nello spazio. L'aumento della nuvolosità causato dal riscaldamento globale è in una certa misura controbilanciato da una maggiore quantità di vapore acqueo atmosferico nell'aria. Le nuvole riflettono più luce solare. Ciò compensa in parte l'effetto riscaldante dell'assorbimento degli infrarossi da parte del vapore acqueo.

Se le temperature globali medie più calde determinano un aumento della copertura nuvolosa, l'effetto complessivo sarà quello di rallentare l'aumento della temperatura.

Questo è noto come feedback negativo.

Le scie di condensazione

Le scie di condensazione o scie di vapore sono nuvole artificiali di vapore acqueo condensato che possono formarsi al passaggio degli aerei.

Le scie di condensazione più comuni sono dovute alla rapida condensazione in ghiaccio del vapore acqueo presente nei gas di scarico del velivolo durante la navigazione in alta quota dove la temperatura esterna è molto bassa. La persistenza e l'espansione di tali scie dipende dalla presenza di sufficiente umidità alla quota di volo.

Oltre al vapore acqueo le emissioni provocate dagli aerei contengono biossido di carbonio, ossidi di azoto, monossido di carbonio, idrocarburi come il metano, solfati, particolato da combustione.

Le scie di condensazione possono essere pensate a dei cirri artificiali che, come altre nuvole, possono aumentare il riflesso dell'energia solare incidente.

Le scie di condensa, una volta formate, vengono incorporate nel modello naturale dei cirri presenti in un dato giorno. È stato riscontrato che le regioni ad alto traffico aereo hanno più cirri rispetto alle regioni a basso traffico aereo. Le goccioline d'acqua in queste nuvole possono anche svolgere un ruolo, anche se minore, come gas serra in grado di trattenere la luce infrarossa irradiata dalla terra.

A causa delle temperature notturne generalmente più fresche, le scie di condensa si formano maggiormente durante i voli notturni. Le scie di volo red-eye (si intende un volo che parte di sera o di notte e che arriva a destinazione il giorno seguente, solitamente al mattino) si formano in un momento in cui contribuiscono solo a mantenere calda la terra senza essere compensate dal riflesso della luce in arrivo.

Il Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (IPCC) stima che le scie di condensa contribuiscano non più dell'1-3% di tutti gli impatti sul clima generati dall'uomo. Le scie, tuttavia, rappresentano solo una parte del contributo dell'aviazione al cambiamento climatico. Il carburante per l'aviazione è un combustibile fossile che contribuisce anche alle emissioni di anidride carbonica. Il volo in aereo, nonostante gli altri evidenti vantaggi, è probabilmente la forma commerciale di trasporto di persone e merci meno efficiente in termini di emissioni di carbonio.

Aerosol

Gli aerosol sono particelle sospese nell'aria fornite dall'uomo o dalla natura.

Gli aerosol hanno un effetto di raffreddamento generale sul clima e includono particolato derivante dalla combustione, fuliggine e cenere dall'attività vulcanica, nitrati dall'agricoltura, polvere minerale e sostanze chimiche sospese nell'aria come i solfati.

Gli aerosol hanno una vita relativamente breve nell'atmosfera e possono influenzare la temperatura terrestre non solo direttamente riflettendo la luce solare, ma anche indirettamente, prolungando il tempo in cui le nuvole persistono nell'atmosfera.

Gli aerosol hanno un effetto sia diretto che indiretto sul modo in cui la luce solare viene ricevuta nell'atmosfera. Gli aerosol diffondono o riflettono direttamente la radiazione in entrata. Ciò può causare un effetto di riscaldamento o raffreddamento sull'atmosfera. Solfati, carbonio organico e solido dalla combustione di combustibili fossili e biomasse e polveri minerali contribuiscono tutti a un effetto aerosol diretto.

Indirettamente, gli aerosol influenzano la riflettività e la durata delle nuvole. La formazione delle nubi è facilitata dalla presenza nell'atmosfera di particelle che fungono da nuclei per avviare il processo di condensazione delle goccioline d'acqua. Le nuvole per la maggior parte riducono la quantità di luce solare in arrivo che potrebbe contribuire a riscaldare la superficie terrestre.

Gli aerosol svolgono anche un ruolo nella modifica della riflettanza, o albedo, delle superfici che sono fondamentali per mantenere il bilancio energetico globale della terra. La riflessione del ghiaccio e della neve è ridotta nella misura in cui il particolato assorbente si deposita sulle superfici ghiacciate.

Vulcani

Le eruzioni vulcaniche possono avere importanti impatti sulla temperatura terrestre riflettendo la luce solare dall'alta atmosfera.

Ogni vulcano, tuttavia, non ha lo stesso impatto. Ad esempio, quando il Monte St. Helens eruttò nel 1980, il suo effetto sul clima fu minimo perché il pennacchio di cenere e altri gas e particolati fu rilasciato principalmente nella troposfera, dove è stato lavato via abbastanza rapidamente dalla pioggia e dalla neve. Solo durante la prima ora una quantità significativa di materiale riflettente è stata riversata nella stratosfera.

I vulcani aggiungono una grande quantità di aerosol nell'atmosfera per un periodo di tempo limitato. Il loro effetto sulla temperatura terrestre è significativo, temporaneo e in gran parte imprevedibile.

Che cos’è l'oscuramento globale?

Con la locuzione oscuramento globale, o offuscamento globale, viene indicata la riduzione graduale dell'irraggiamento solare sulla superficie terrestre, osservata a partire dagli anni 1950. 

Si pensa che la causa principale dell'oscuramento globale sia da imputare all'aumentata presenza in atmosfera di particolato sospeso in forma di aerosol come effetto dell'inquinamento.

L'incremento dell'inquinamento atmosferico causa l'aumento di particelle sospese e la formazione di nuvole costituite da gocce di piccole dimensioni. Il conseguente maggior numero di punti di riflessione aumenta l'albedo dell'atmosfera.

Le nuvole assorbono sia il calore irradiato dalla superficie terrestre che quello del Sole. L'effetto combinato di questi fattori varia, in modo complesso, a seconda dell'altitudine, della località, della luminosità e del tempo atmosferico (notte, giorno, stagioni).

Il riscaldamento globale sarebbe progredito ancora più rapidamente senza gli effetti dell'oscuramento globale. La tendenza generale è verso il riscaldamento, nonostante l'influenza negativa dell'aumento della nuvolosità, dell'inquinamento riflettente e dell’eruzione dei vulcani.

 

 Global Warming And Climate Change Demystified Jerry Silver(Mcgraw-Hill 2008 306S)