Il contributo antropico ai cambiamenti di concentrazione di anidride carbonica in atmosfera viene analizzato sulla base di recenti studi e indagini. L’andamento della concentrazione di CO2 presenta una crescita di valore medio abbastanza lineare mentre le emissioni antropiche sono significativamente aumentate. Le proposte di drastica riduzione delle fonti fossili per la produzione di energia devono fare i conti con i fabbisogni energetici dei Paesi in via di sviluppo.
Nella prima parte di questo articolo, abbiamo trattato dei cambiamenti climatici di origine “naturale” e si è accennato più volte al fatto che questi cambiamenti inducono sempre delle variazioni nella concentrazione di CO2 in atmosfera. “In natura” la concentrazione della CO2 in atmosfera ha sempre seguito le variazioni della Temperatura Globale Media della Terra (Tgm) per effetto, principalmente, dello scambio di CO2 tra gli oceani e l’atmosfera.
Per la prima volta, nella storia del Pianeta, ai cambiamenti di concentrazione della CO2 in atmosfera indotti dai fenomeni naturali, si sovrappone il contributo antropico causato dalla attività dell’uomo, che fa grande uso dei combustibili fossili con conseguenti emissioni di gas serra.
“Effetto serra”. In cosa consiste dal punto di vista fisico
La CO2 è un gas serra; la modalità di azione dei gas serra è ben rappresentata nella Figura 1.
Nella parte alta della figura sono indicativamente rappresentati i flussi di energia emessi dal Sole, effettivamente incidenti sulla superficie terrestre (in giallo), e quelli emessi dalla superficie terrestre e uscenti oltre l’atmosfera (in rosso). La radiazione solare incidente sulla Terra, che si situa prevalentemente nello spettro di frequenze del visibile, scalda la superficie terrestre che in risposta emette verso lo spazio nel campo dell’infrarosso.
Nella Figura 2, parte bassa, sono rappresentati i fattori di assorbimento dei gas presenti nell’atmosfera. In particolare, si vede che l’acqua, nel campo degli infrarossi, è di gran lunga il più importante assorbitore, mentre la CO2 assorbe la radiazione infrarossa in una banda abbastanza ristretta tra 13 e 17 micron dove è già significativamente attivo anche il vapore d’acqua.
Figura 2. Radiazioni nell’atmosfera provenienti dal sole e emesse dalla terra, bande di assorbimento delle diverse sostanze. Il primo diagramma in alto è solo indicativo del posizionamento sullo spettro delle lunghezze d’onda della radiazione solare e di quella terrestre senza scale sulle ordinate per la forte differenza di intensità tra le due emissioni. Fonte “Climate4you”
L’assorbimento da parte dell’atmosfera della radiazione infrarossa e la riemissione da essa in tutte le direzioni anche verso la superficie terrestre comporta il riscaldamento della superficie terrestre e dell’atmosfera stessa. Questo è l’effetto serra.
Da quando il problema del clima globale è diventato molto studiato e dibattuto, diversi climatologi si sono impegnati per riuscire a capire come la CO2 intervenga nel controllare la Tgm. Il problema è indubitabilmente molto complesso a causa di interazioni trasversali tra i diversi gas serra e di altri fattori coinvolti (vedi i rapporti The Physical Science Basis in IPCC AR2007 e IPCC AR2013).
Per rappresentare e comparare i diversi fattori che contribuiscono all’effetto serra (CO2, CH4, altri gas, aerosol ecc.) con altri fenomeni che condizionano la temperatura del globo terrestre si introduce per ognuno di essi la cosiddetta “Forzante Radiativa” (d’ora in poi indicata con F) che viene espressa come un incremento di potenza (di solito espresso in W/m2) che arriva sulla superficie terrestre.
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Ernesto Pedrocchi
(Professore Emerito, Politecnico di Milano)
Adalberto Porrino
(Redazione di Emmeciquadro)