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Effetto serra

Che cos'è l'effetto serra?

L’effetto serra è un fenomeno naturale che consente ad alcuni gas che costituiscono l’atmosfera terrestre di intrappolare la radiazione che la Terra emette.

La Terra viene infatti investita da tutta una serie di onde elettromagnetiche che provengono direttamente dal Sole, ma anche da altri corpi celesti.

Non tutte le onde elettromagnetiche però riescono ad oltrepassare l’atmosfera e giungere fino al suolo.

L’atmosfera infatti funge da importantissimo filtro che fa passare solo onde fino alla frequenza degli ultravioletti, mentre riesce a fermare tutte le onde elettromagnetiche di frequenza superiore (ad esempio raggi X, raggi gamma) che sarebbero letali per la vita.

atmosfera come filtro

In particolare è proprio lo strato di ozono che assorbe le onde ad alta frequenza che sarebbero dannose e letali per la vita.

Una parte della radiazione che arriva sulla Terra viene riflessa ed una parte assorbita; a sua volta la Terra emette onde principalmente nell’infrarosso.

Tali onde hanno lunghezze d’onda comprese tra 700 nm ed 1 mm ed una volta emesse dalla Terra vengono assorbite da alcuni gas presenti nell’atmosfera che quindi aumentano la propria energia vibrazionale con il risultato di riscaldare l’ambiente.

Il nome effetto serra deriva dal fatto che il processo è molto simile a ciò che avviene in una comune serra per prodotti ortofrutticoli in cui la luce viene intrappolata attraverso finestre o plastiche trasparenti che fanno penetrare la radiazione ma non la lasciano sfuggire tenendola intrappolata all’interno della serra, con il risultato che la temperatura risulta superiore a quella esterna.

Assorbimento della radiazione infrarossa dai gas nell'atmosfera

Un gas assorbe un certo tipo di radiazione elettromagnetica se la frequenza dell’onda coincide o è molto simile alla frequenza vibrazionale propria degli atomi presenti nelle molecole che compongono il gas stesso.

In questo caso infatti l’energia assorbita consente alle molecole di acquisire energia cinetica con l’effetto di un aumento della temperatura dell’ambiente in cui si trova il gas.

I gas con frequenza vibrazionale paragonabile a quella della radiazione infrarossa sono principalmente l’anidride carbonica CO2 , il metano CH4 e l’acqua H2O (sotto forma di vapore).

L’effetto serra è di vitale importanza per la vita sulla Terra, infatti sono proprio i gas serra presenti nell’atmosfera nella corretta proporzione e pressione a trattenere la giusta quantità di calore tale da rendere il nostro pianeta né troppo freddo né troppo caldo.

Senza anidride carbonica nell’aria o con quantità minori presenti, la temperatura al suolo sarebbe di -17°C mentre la temperatura media grazie all’effetto serra naturale è di 15°C.

L'effetto serrra negli altri pianeti

Su altri pianeti del Sistema Solare invece possiamo osservare cosa succede quando l’effetto serra è troppo presente o non lo è per niente.

Il pianeta Venere possiede un’atmosfera costituita da anidride carbonica per il 96,4% e così densa da esercitare una pressione di ben 90 atmosfere.

Risultato: la temperatura al suolo raggiunge i 467 °C rendendo il pianeta inabitabile.

La percentuale di radiazione infrarossa emessa dal pianeta e trattenuta dalla sua atmosfera risulta dunque altissima.

Il pianeta Marte invece pur avendo un’atmosfera costituita al 95% da anidride carbonica non riesce ad intrappolare la radiazione infrarossa emessa.

L’atmosfera infatti appare talmente rarefatta e poco densa da non riuscire ad innescare l’effetto serra che alzerebbe la temperatura media sul pianeta che invece si attesta a soli -63°C.

Concentrazione di CO2 nel corso del tempo nell'atmosfera terrestre

L’attuale concentrazione di CO2 nell’atmosfera terrestre è pari allo 0,04407 % della composizione totale corrispondenti a circa 380 ppm (parti per milioni).

E’ possibile verificare che tale concentrazione non è sempre stata costante nel corso dei millenni; gli scienziati hanno infatti realizzato opportuni carotaggi di vari strati di ghiaccio presenti nei poli per studiare la quantità percentuale dei gas atmosferici disciolti nell’acqua che rimanevano intrappolati nel momento in cui essa diventava ghiaccio.

La concentrazione di CO2 in particolare è notevolmente aumentata nel corso degli ultimi due secoli a causa dell’immissione forzata da parte dell’uomo dei gas di combustione nell’atmosfera.

A partire dalla rivoluzione industriale infatti l’utilizzo della combustione della legna o del carbone per sviluppare calore ed energia fino ai giorni nostri con la combustione dei prodotti derivati dal petrolio, ha provocato un continuo e costante aumento di 1,6 ppm in media di CO2 nell’atmosfera causando un surriscaldamento globale del nostro pianeta che ha avuto e avrà ancora effetti climatici sempre più devastanti.

incremento annuo della concentrazione di CO2

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