Effetto serra

Qual è l'effetto serra?

Lui effetto serra È un processo naturale in cui l'atmosfera mantiene parte della radiazione infrarossa emessa dalla terra e la riscalda così. Questa radiazione a infrarossi proviene dal caldo -up che la radiazione solare genera sulla superficie terrestre.

Questo processo si verifica perché la terra come corpo opaco assorbe le radiazioni solari ed emette calore. Allo stesso tempo, quando c'è un'atmosfera il calore non sfugge completamente allo spazio.

Una parte del calore viene assorbita e viene riemessa in tutte le direzioni dai gas che compongono l'atmosfera. Pertanto, la Terra mantiene un certo equilibrio termico che stabilisce una temperatura media di 15 ° C che garantisce un intervallo variabile in cui la vita può svilupparsi.

Il termine "effetto serra" è una similitudine con serre per la coltivazione delle piante nei climi in cui la temperatura ambiente è inferiore a quanto richiesto. In queste case di coltivazione, il tetto di plastica o vetro consente il passaggio della luce solare, ma impedisce l'uscita da calore.

L'effetto serra è buono o cattivo?

L'effetto serra è essenziale per la vita sulla terra, poiché garantisce l'intervallo di temperatura appropriato per la sua esistenza. La maggior parte dei processi biochimici necessari per la vita richiedono temperature comprese tra -18 ºC a 50 ºC.

Nelle fluttuazioni del passato geologico nella temperatura medio del terreno si sono verificate, aumentando o diminuendo. Negli ultimi due secoli, viene dato un aumento sostenuto della temperatura globale.

La differenza è che attualmente il tasso di aumento è particolarmente elevato e sembra essere associato all'attività umana. Queste attività generano gas serra che accentuano il fenomeno.

Com'è l'effetto serra?

Il processo attraverso il quale viene prodotto l'effetto serra ha gli elementi principali del sole, della terra e dei gas atmosferici. Il sole è la fonte di energia, la terra il ricevitore di detta energia e emettitore di calore e gase.

Energia solare

Parte dell'energia solare raggiunge la superficie della terra e la riscalda, un altro si riflette verso lo spazio esterno. Un'altra parte è assorbita dagli strati dell'atmosfera, che emettono radiazioni ovunque e riscaldano la terra

Il sole emette fondamentalmente radiazioni ad alta energia, ovvero corrispondente alla lunghezza d'onda visibile e ultravioletta dello spettro elettromagnetico. La temperatura di emissione di questa energia raggiunge 6.000 ºC, ma la maggior parte si dissipa sulla strada per la Terra.

Di energia solare al 100 % che raggiunge l'atmosfera, circa il 30 % si riflette nello spazio (effetto albedo). Il 20 % viene assorbito dall'atmosfera, principalmente da particelle sospese e dallo strato di ozono, e il restante 50 % accumula la superficie terrestre. 

La terra

La Terra riflette una parte importante delle radiazioni solari a causa del suo albedo (tono chiaro o bianco). Questo albedo è fondamentalmente dato da nuvole, corpi d'acqua e ghiaccio.

Prendendo in considerazione l'albedo e la distanza dal pianeta al sole, la temperatura della terra dovrebbe essere di -18 ºC (temperatura effettiva). La temperatura effettiva si riferisce a ciò che un corpo dovrebbe considerare solo l'albedo e la distanza.

Tuttavia, la temperatura reale media della Terra è di circa 15 ºC con una differenza di 33 ºC con la temperatura effettiva. In questa marcata differenza tra temperatura efficace e reale, l'atmosfera ha un ruolo fondamentale.

L'atmosfera

La chiave per la temperatura della Terra è la sua atmosfera, se non esistesse il pianeta sarebbe permanentemente congelato. L'atmosfera è trasparente per gran parte della radiazione a onda corta, ma non per una grande percentuale di radiazioni a onde lunghe (infrarosso).

Lasciando passare la radiazione solare, la terra viene riscaldata ed emette radiazioni a infrarossi (calore), ma l'atmosfera assorbe parte di quel calore. In questo modo, gli strati dell'atmosfera e le nuvole riscaldano ed emettono calore in tutte le direzioni.

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Effetto serra

Il processo di riscaldamento del pianeta per la ritenzione atmosferica delle radiazioni a infrarossi è ciò che è noto come effetto serra.

Il nome deriva dalle serre agricole, in cui vengono coltivate le specie che richiedono una temperatura maggiore di quelle esistenti nella zona di produzione. Per questo, queste case di coltivazione hanno un tetto che consente il passaggio della luce solare ma mantiene il calore emesso.

In questo modo è possibile creare un microclima caldo per quelle specie che lo richiedono nella sua crescita.

Cause dell'effetto serra

Alcune industrie generano la maggior parte dei gas serra

Sebbene l'effetto serra sia un processo naturale, è alterato dall'azione dell'essere umano (azione antropica). Pertanto, è necessario differenziare le cause naturali del fenomeno e delle alterazioni antropiche.

- Cause naturali

Energia solare

Le radiazioni elettromagnetiche a onde corte (alta energia) dal sole è quella che riscalda la superficie terrestre. Questo riscaldamento provoca l'emissione di radiazioni a onde lunghe (infrarosso), cioè calore, verso l'atmosfera.

Energia geotermica

Il centro del pianeta è incandescente e genera un ulteriore calore a quello causato dall'energia solare. Questo calore viene trasmesso attraverso la crosta terrestre soprattutto attraverso vulcani, fumaroli, geyser e altre sorgenti termali.

Composizione atmosferica

Le proprietà dei gas che compongono l'atmosfera determinano che la radiazione solare raggiunge la terra e che le radiazioni a infrarossi sono parzialmente trattenute. Alcuni gas come vapore acqueo, CO2 e metano sono particolarmente efficienti nella conservazione del calore atmosferico.

Contributi naturali di gas invernale

Quei gas che trattengono le radiazioni a infrarossi dal riscaldamento della superficie terrestre sono chiamati gas serra. Questi gas si verificano naturalmente, come la CO2 che è contribuita dal respiro degli esseri viventi.

Inoltre, gli oceani scambiano grandi quantità di CO2 con l'atmosfera e anche gli incendi naturali forniscono CO2. Gli oceani sono una fonte naturale di altri gas serra come l'ossido di azoto (NOX).

D'altra parte, l'attività microbica nei suoli è anche una fonte di CO2 e NOX. Inoltre, i processi digestivi degli animali forniscono grandi quantità di metano all'atmosfera.

- Cause prodotte dall'essere umano (antropico)

Attività industriali

L'industria in generale emette l'atmosfera di calore aggiuntiva, nonché vari gas che influenzano l'effetto serra. Questi gas possono assorbire ed emettere calore (ad es. CO2) o distruggere lo strato di ozono (ad es.: NOX, CFC e altri).

Transito automobilistico

Le grandi concentrazioni di veicoli nelle città sono responsabili della maggior parte della CO2 aggiunta all'atmosfera. Il traffico automobilistico contribuisce circa il 20 % della CO2 totale generata dalla combustione dei combustibili fossili.

Elettricità e produzione di riscaldamento

I derivati ​​di combustione del carbone, gas e petrolio per la produzione e il riscaldamento dell'elettricità contribuiscono a quasi il 50 % di CO2.

Industria manifatturiera e costruttiva

Queste attività industriali contribuiscono a quasi il 20 % della CO2 prodotta dalla combustione dei combustibili fossili.

incendi boschivi

Gli incendi boschivi provengono anche da attività umane e rilasciano milioni di tonnellate di gas serra nell'atmosfera ogni anno.

Spreco di rifiuti

L'accumulo di processi di rifiuti e fermentazione che si verificano e la combustione di tali rifiuti sono una fonte di gas serra.

agricoltura

L'attività agricola fornisce oltre 3 milioni di tonnellate di metani al metano ogni anno all'atmosfera. Tra le colture che contribuiscono al massimo a questo proposito c'è il riso.

Un altro raccolto la cui manipolazione genera gas serra è la canna da zucchero, poiché brucia prima della raccolta e produce una grande quantità di CO2.

Bestiame ruminante

Ruminanti come la mucca consumano l'erba fibrosa attraverso i processi di fermentazione effettuati da batteri nel suo sistema digestivo. Questa fermentazione rilascia quotidianamente da 3 a 4 litri di gas metano nell'atmosfera per ogni animale.

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Solo considerando il bestiame è stimato un contributo equivalente al 5 % dei gas serra.

- Reazione a catena

L'aumento della temperatura globale causata dall'aumento dei gas serra, induce una reazione a catena. Aumentando la temperatura degli oceani, il rilascio di CO2 viene aumentato all'atmosfera.

Allo stesso modo, lo scioglimento dei poli e il permafrost rilascia CO2 che è stato tenuto lì. Anche a una maggiore temperatura ambiente, c'è una maggiore presenza di incendi boschivi e viene rilasciata più CO2.

Gas serra

I gas di CO2, il vapore di acqua e metano riflettono la radiazione solare

Alcuni gas come il vapore acqueo e la CO2 agiscono nel processo naturale dell'effetto serra. Da parte sua, altri gas partecipano al processo antropico oltre a CO2.

Il protocollo Kyoto contempla le emissioni di sei gas serra, tra cui l'anidride carbonica (CO2) e il metano (CH4). Inoltre, ossido di azoto (N2O), idrofluorocarburo (HFC), idrocarburi perfluati (PFC) e esafluoruro di zolfo (SF6).

Vapore d'acqua

Il vapore acqueo è uno dei più importanti gas serra per la sua capacità di assorbire il calore. Tuttavia, l'equilibrio viene generato perché l'acqua in stato liquido e solido riflette l'energia solare e raffredda la terra.

Anidride carbonica (CO2)

L'anidride carbonica è il principale gas serra a lungo termine nell'atmosfera. Questo gas è responsabile dell'82 % dell'aumento dell'effetto serra che si è verificato negli ultimi decenni.

Metano (ch4)

Il metano è il secondo gas serra più importante, che contribuisce a circa il 17 % del riscaldamento. Il 40 % del metano è prodotto da fonti naturali, principalmente paludi, mentre il restante 60 % è generato dalle attività umane.

Ossidi di azoto (NOX)

NOX contribuisce alla distruzione dell'ozono stratosferico, aumentando la quantità di radiazione ultravioletta che penetra nella terra. Questi gas provengono dalla produzione industriale di acido nitrico e acido adipico, nonché dall'uso di fertilizzanti.

Clorofluorocarbonados (CFC)

Antichi aerosols rilasciati CFC

Il CFC è un potente gas serra che danneggia l'ozono stratosferico ed è regolato nel quadro del protocollo di Montreal. Tuttavia, in alcuni paesi come la Cina è ancora utilizzato in vari processi industriali.

Idrofluorocarbone (HFC)

Questi gas sono impiegati in varie applicazioni industriali che sostituiscono il CFC. Tuttavia, gli HFC influenzano anche lo strato di ozono e hanno una permanenza attiva molto elevata nell'atmosfera.

Idrocarburo perflinato (PFC)

I PFC si verificano nelle strutture di incenerimento per il processo di fusione in alluminio. Come se gli HFC hanno un'alta permanenza nell'atmosfera e influenzano l'integrità dello strato di ozono stratosferico.

Sulphur Hexafluororo (SF6)

Questo gas ha anche un effetto negativo sullo strato di ozono, nonché ad alta persistenza nell'atmosfera. Viene utilizzato in attrezzatura ad alta tensione e produzione di magnesio.

Conseguenze dell'effetto serra mediante contaminazione

Una delle conseguenze del riscaldamento globale è lo scongelamento dei poli

La contaminazione prodotta dall'essere umano fornisce ulteriori quantità di gas serra rompendo l'equilibrio naturale dinamico. Sebbene questi importi siano molto più bassi di quelli generati dalla natura, sono sufficienti per rompere questo equilibrio.

Ciò comporta gravi conseguenze per l'equilibrio termico planetario e a sua volta per la vita sulla terra.

Il riscaldamento globale

L'aumento della concentrazione di gas serra genera un aumento medio della temperatura globale. In effetti, si stima che la temperatura globale media sia aumentata di 1,1 ºC dalla pre -industriale.

Scioglimento dei ghiacci

L'aumento della temperatura provoca lo scioglimento del ghiaccio polare e dei ghiacciai in tutto il mondo. Ciò implica un aumento del livello del mare e l'alterazione delle correnti del mare.

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Cambiamento climatico

Sebbene non vi sia alcun accordo completo sul processo di prodotto climatico del riscaldamento globale, la realtà è che il clima del pianeta sta cambiando. Ciò è evidenziato nell'alterazione delle correnti marine, dei modelli del vento e delle precipitazioni, tra gli altri aspetti.

Squilibri di popolazione

L'alterazione degli habitat dovuti all'aumento della temperatura, influisce sulla popolazione e sul comportamento biologico della specie. In alcuni casi, ci sono specie che aumentano le loro popolazioni ed espandono la loro gamma di distribuzione.

Tuttavia, quelle specie che hanno intervalli di temperatura molto stretti per la crescita e la riproduzione possono ridurre ampiamente le loro popolazioni.

Ridotta produzione alimentare

Molte aree agricole e di bestiame sono una produzione ridotta perché le specie sono influenzate dall'aumento della temperatura. D'altra parte, le alterazioni ecologiche comportano la proliferazione dei parassiti agricoli.

Salute pubblica

Aumentando la temperatura planetaria media, alcuni vettori di animali delle malattie espandono il suo intervallo geografico. Pertanto, i casi di malattie tropicali si verificano oltre la loro gamma naturale.

D'altra parte, l'aumento della temperatura può produrre la chiamata shock ictus termico o termico, che implica estrema disidratazione. Questa situazione può causare gravi fallimenti organici, in particolare colpiscono i bambini e gli anziani.

Prevenzione

Per prevenire l'aumento dell'effetto serra, è necessario ridurre la produzione di gas serra. Ciò implica una serie di azioni che includono lo sviluppo della coscienza dei cittadini, misure legislative, cambiamenti tecnologici.

Consapevolezza

Una cittadinanza consapevole del problema del riscaldamento globale generato dall'aumento dell'effetto serra è fondamentale. In questo modo, viene fornita la pressione sociale necessaria in modo che i governi e le potenze economiche adottino le misure richieste.

Quadro giuridico

Il principale accordo internazionale per affrontare il problema dei gas serra è il protocollo Kyoto. Tuttavia, finora questo strumento legale non è stato efficace per ridurre il tasso di emissione di gas serra.

Alcuni dei principali paesi industrializzati e con i più alti tassi di emissione, non hanno firmato l'estensione del protocollo per il loro secondo periodo. Pertanto, è necessario un quadro giuridico nazionale e internazionale più rigoroso se si desidera ottenere un effetto reale.

Cambiamenti tecnologici

È necessaria la reingegneria dei processi industriali per ridurre le emissioni di gas serra. Allo stesso modo, è necessario promuovere l'uso di energia rinnovabile e ridurre l'uso di combustibili fossili.

D'altra parte, è essenziale ridurre generalmente la produzione di rifiuti inquinanti.

Soluzioni

Secondo gli esperti, non è sufficiente ridurre le emissioni di gas serra, inoltre le attuali concentrazioni nell'atmosfera devono anche essere ridotte. Per questo, sono state proposte varie alternative che possono utilizzare tecnologie molto semplici o sofisticate.

Affondi di carbonio

Per questo si consiglia di aumentare la copertura di foreste e giungle, nonché implementare strategie come i tetti verdi. Le piante impostano la CO2 atmosferica nelle loro strutture vegetali, estraendolo dall'atmosfera.

Pompe di estrazione di carbonio

Fino ad ora, estrarre CO2 dall'atmosfera è costoso dal punto di vista energetico e ha un costo economico elevato. Tuttavia, sono in corso diverse indagini per ottenere modi efficienti per filtrare l'aria ed estrarre CO2.

Una di queste proposte è già in una fase di pianta pilota ed è sviluppata dalle università di Calgary e Carnegie Mellon. Questa pianta utilizza una soluzione di idrossido di potassio come trappola acquosa e calcio caustico, attraverso il quale viene filtrata l'aria.

In questo processo la CO2 contenuta nell'aria viene mantenuta formando carbonato di calcio (CaCO3). Successivamente il carbonato di calcio viene riscaldato e la CO2 si stacca, applicando la CO2 purificata risultante per usi industriali.

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