Scienze ambientali

Come funziona l’effetto serra?

Come funziona l’effetto serra?

Elia Magrinelli

aprile 28th, 2016

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La terra e la luna hanno una mediamente la stessa distanza dal Sole, eppure sulla luna la temperatura media è di -18°C e può variare da un minimo di -170°C durante le notte lunari fino ad un massimo di 100°C durante il giorno lunare, superando di gran lunga sia le temperature più alte e più basse mai registrate sulla Terra. Il moto di rotazione lunare è 28 volte più lento di quello della terra, facendo si che ci siano 14 giorni circa che dividono un giorno da una notte, ma non è questo il motivo principale dell’enorme differenza di temperature tra la Terra e la Luna. Il motivo principale è la presenza dell’atmosfera terrestre e ce lo spiega questo video di MinuteEarth e Kurtzgesagt.

Durante il giorno, l’atmosfera fa da scudo che respinge le radiazioni più dannose provenienti dal Sole e circa un terzo della meno intensa luce visibile. Allo stesso tempo trattiene la luce infrarossa, che trasmette calore, che altrimenti durante la notte verrebbe completamente irradiata dalla materia riscaldata durante il giorno. Trattenendo queste radiazioni, parte dell’energia viene mantenuta sulla superficie terrestre impedendoci di congelare durante la notte. Per poter interagire assorbendo e respingendo onde elettromagnetiche, l’atmosfera ha bisogno di cariche elettriche che possano interagire con queste radiazioni, ma la maggior parte della nostra atmosfera è fatta di molecole gassose, quali l’azoto, l’ossigeno e l’acqua, che non hanno cariche nette, ovvero il loro numero di protoni ed elettroni è bilanciato.

Tuttavia, molte di queste molecole sono in grado di attirare la maggior parte delle cariche negative in un punto della molecola, senza bilanciarle equamente per tutto il volume della molecola, come avviene ad esempio nell’acqua. Questo crea delle cariche parziali che possono assorbire le radiazioni elettromagnetiche e indurre movimenti tra gli atomi della molecola. Tale fenomeno avviene nelle molecole d’acqua, ozono e ossido nitrico. Molecole come l’anidride carbonica ed il metano in teoria non dovrebbero possedere cariche parziali, ma in realtà, queste molecole allo stato gassoso sono in moto continuo, durante il quale si scontrano a vicenda miliardi di volte al secondo. Questo provoca moti di vibrazioni molecolari che creano cariche parziali nelle molecole, consentendo loro di assorbire onde elettromagnetiche dal Sole.

Questo concetto non si applica per le due molecole che costituiscono da sole il 99% dell’atmosfera, l’ossigeno e l’azoto, che non diventano parzialmente carichi nemmeno durante il loro moto gassoso e quindi non contribuiscono all’effetto serra. Ciononostante, l’1% di gas nell’atmosfera che può interagire con le onde elettromagnetiche sono così efficienti che riescono a trattenere il 97% del calore che si irradia dalla superficie della Terra. Questo fa in modo che ogni onda infrarossa dal Sole venga rimbalzata un certo numero di volte tra la superficie terrestre e l’atmosfera. Per capire l’importanza di questo effetto è possibile osservare come variazioni nelle concentrazioni dei gas serra durante la storia della Terra siano correlate ad importanti cambiamenti delle temperature.

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One Comment

  1. Williamsr says:

    wow, awesome article post. Schimel

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