L’atmosfera del nostro pianeta è, per diverse ragioni, uno degli elementi essenziali che ha consentito lo sviluppo delle forme di vita sulla Terra. Una delle sue caratteristiche principali riguarda la sua opacità alle radiazioni infrarosse in uscita dal pianeta Terra. Il fenomeno generato da questa caratteristica è noto come effetto serra e ha come conseguenza un innalzamento della temperatura media del pianeta.
Senza effetto serra, la temperatura media della Terra sarebbe di circa -18°C, mentre noi sappiamo che in epoca preindustriale il nostro pianeta godeva di una temperatura media di circa +15°C. L’effetto serra è stato pertanto in grado di favorire condizioni climatiche adatte allo sviluppo della vita. A partire dalla Rivoluzione industriale e dall’utilizzo dei combustibili fossili, tuttavia, questo fenomeno si è intensificato a causa delle emissioni di gas serra da parte dell’umanità.
L’effetto serra
Per spiegare l’effetto serra, abbiamo bisogno di fare riferimento alle radiazioni elettromagnetiche. Ad ogni radiazione elettromagnetica è associata una lunghezza d’onda e una frequenza d’onda: la lunghezza d’onda è la distanza tra due picchi dell’onda stessa e si misura in metri, mentre la frequenza d’onda è il numero di picchi che l’onda descrive in un secondo e si misura in Hertz.
La lunghezza d’onda. Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3c/Lunghezza_d%27onda.PNG
Poiché la superficie del Sole è molto più calda di quella della Terra (oltre 5.400°C contro circa 15°C), secondo la legge di Wien (1893) la lunghezza d’onda corrispondente al massimo dell’intensità della radiazione emessa dal Sole è molto minore di quella emessa dalla Terra. Dal Sole riceviamo così una radiazione composta in larga parte da lunghezze che rientrano nella luce visibile, mentre la Terra emette onde a lunghezze maggiori, nello spettro dell’infrarosso.
Lo spettro elettromagnetico. Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2a/Spettro_elettromagnetico.png
Nella nostra atmosfera esistono dei gas che, pur essendo trasparenti alle radiazioni nello spettro della luce visibile, sono invece opachi alle radiazioni nello spettro dell’infrarosso. Ciò significa che questi gas lasciano passare le radiazioni visibili, ma trattengono le radiazioni infrarosse. Per questo motivo la radiazione emessa dalla Terra viene in parte intrappolata nell’atmosfera e contribuisce a riscaldare il nostro pianeta, generando così l’effetto serra. I principali gas serra presenti nella nostra atmosfera sono:
- Il vapore acqueo (H2O);
- L’anidride carbonica (CO2);
- Il metano (CH4);
- L’ozono (O3);
- Il protossido di azoto (N2O);
- I clorofluorocarburi (CFC) e gli idroclorofluorocarburi (HCFC);
- L’esafluoruro di zolfo (SF6).
Dei gas serra e delle loro proprietà parliamo più approfonditamente nell’articolo dedicato ai gas serra.
