CLIMATE CHANGE CLIMATE CHANGE - THE GREENHOUSE EFFECT: Part I begin by analyzing the solar radiation, which we have already spoken. Premise that every body emits electromagnetic radiation. The Earth emits electromagnetic radiation (which we call terrestrial radiation), the Sun emits electromagnetic radiation (solar radiation), and so on. The radiation emitted from the bodies was studied and explained by the great physicists of the past (we're talking about the beginning of the end of '800 and '900), as Planck , Boltzmann, Wien and others. Planck derived the formula for calculating the radiation emitted by a body, where, for the first time, we introduced the concept of what, che tanto doveva sconvolgere la fisica moderna. Questa radiazione non dipende dalle proprietà del corpo che la emette, ma solo dalla sua temperatura.
La figura 1 mostra la tipica radiazione di corpo nero in funzione della lunghezza d’onda
emessa: maggiore è la temperatura, minore è la lunghezza d’onda emessa. Poiché la lunghezza d’onda è inversamente proporzionale alla energia della radiazione (ometto le formule matematiche, che possono essere comunque trovate su libri di testo o su wikipedia) , le radiazioni emesse ad alta energia sono quelle con lunghezza d’onda più piccola, che corrispondono all’ultravioletto (al mare o in montagna, infatti, ci proteggiamo proprio da questi raggi).
La figura 2 mostra la radiazione entrante
misurata da satelliti posti al di fuori dell’atmosfera: corrisponde alla radiazione emessa da un corpo di 5800 gradi kelvin, la temperatura del sole. Pertanto, pensare che sulla terra arrivi radiazione elettromagnetica da pianeti, come Giove o Saturno, è sbagliato: questi corpi non hanno la temperatura necessaria per emettere lo spettro di radiazione che è stato misurato dai satelliti (per esempio, Giove ha una temperatura media al di sotto di zero gradi centigradi). Ma ritorniamo a noi.
The Earth's radiation has been measured by satellites and corresponds to a radiation emitted by a body of 290 degrees Kelvin (see Figure 3).
E 'thermal radiation, other than that which comes from the sun (left in picture). our readers will probably exclaim: "Got it. And what does the greenhouse effect? \u200b\u200b". It 'easy to say. Considering the only solar radiation, the earth's temperature should be below zero degrees Celsius (this information is obtained from calculations due to Fourier in 1827!), Which is far less than what our everyday experience tells us. This difference è dovuta all’atmosfera, che riflette la radiazione terrestre sulla superficie, contribuendo all’aumento della temperatura.
Questo fenomeno, conosciuto da circa 2 secoli, si chiama effetto serra (in analogia con quanto succede in una serra, dove i vetri riflettono il calore interno ma fanno passare la luce esterna). I gas dell’atmosfera che contribuiscono a questo fenomeno si chiamano gas serra. Il lettore attento potrà chiedersi: “Ma come? Non tutti i gas dell’atmosfera riflettono la radiazione terrestre? E perché?”. Alcuni gas, che assorbono la radiazione terrestre, “cambiano” il proprio stato rotazionale and vibration. These "changes" to the laws of quantum mechanics, involving the emission of thermal radiation that causes global warming, with a like effect "bounce on Earth."
Fortunately, however, not all types of gases in the atmosphere have this property. L ' Nitrogen el' Oxygen who make up 99% of atmospheric gases, did not possess and carbon dioxide, methane, chlorofluorocarbons (Freon gases, for instance), water vapor and many other gases contribute to the greenhouse effect.
We explained why
is the greenhouse effect and what is owed. Now let's see how contributes to the increase in global temperature. Figure 4 shows the flows, measured by satellite, solar radiation and land-based emissions.
will not go into details, but a simple calculation of the radiation input and output show that the Earth warms and the atmosphere cools. The greenhouse effect, then, is responsible for heating (and life) of the planet. The reader may, however, wonder whether there was in these years an effective global warming and whether this is due to the emission of carbon dioxide or other greenhouse gases by humans, as reported by various newspapers and scientific sources. We try to answer, as always, with scientific data at hand. The temperature was always measured by stations around the world and, from the end of the seventies, also by satellite. The average global temperature, as shown in Figure 5, has increased significantly over the years, with a trend of increase of about 0.2 degrees Celsius per decade.
Ask yourself if this temperature increase is due to human activities that cause the emission of gas serra. La risposta può sembrare scontata: un aumento delle concentrazioni di gas serra comporta un “rimbalzo” sulla superficie di una maggiore quantità di radiazione terrestre, con conseguente aumento della temperatura. Occorre, però, rispondere anche ad altre domande: quali possono essere i gas serra responsabili di questo aumento? Sono emessi dall’uomo o seguono una tendenza naturale e ciclica? Ve ne sono alcuni che contribuiscono maggiormente rispetto ad altri? E quali dati scientifici possono supportare queste affermazioni? Vi sono altri effetti che possono portare ad un incremento della temperatura globale? Sono domande importanti, non solo da un punto di vista scientifico, ma anche per le scelte di politiche ambientali ed economiche da intraprendere. Ne parleremo diffusamente nel prossimo articolo.