Il riscaldamento globale, attualmente fonte di molte preoccupazioni sociali e scientifiche, è principalmente causato dai gas serra nell'atmosfera. Una buona comprensione delle loro proprietà fisiche è fondamentale per la gestione e la riduzione del riscaldamento globale. Gli scienziati hanno identificato e analizzato il modo in cui questi gas si formano e interagiscono e misurano i loro contributi relativi al riscaldamento globale.

L'effetto serra

Sebbene meno dell'uno per cento dell'atmosfera sia costituito da gas a effetto serra, l'influenza sull'ambiente globale è grande. L'effetto serra è causato dai gas nell'atmosfera terrestre. L'energia solare ricevuta passa attraverso l'atmosfera, che trattiene il calore risultante e riscalda la temperatura della superficie della Terra. Questo effetto è guidato dai gas serra, che catturano e trattengono il calore. Di conseguenza, l'energia che entra nell'atmosfera è maggiore di quella che la lascia, e questo aumenta gradualmente la temperatura globale complessiva.

Gas serra

I gas serra più strettamente connessi al riscaldamento globale includono anidride carbonica, metano , protossido di azoto e fluorocarburi. Dall'inizio dell'era industriale, quantità significative di ciascuna sono state aggiunte all'atmosfera dalle attività umane. Il vapore acqueo è anche un gas serra che è abbastanza abbondante nell'atmosfera. Il ruolo dell'attività umana nella creazione di vapore acqueo è meno chiaro, però. Oltre a essere gas serra, i fluorocarburi hanno un'altra proprietà dannosa. Tendono a distruggere lo strato di ozono dell'atmosfera superiore, che ci protegge dalle dannose radiazioni ultraviolette. L'ozono è anch'esso un gas a effetto serra, tuttavia.

Proprietà chiave

Le tre importanti proprietà di un gas a effetto serra sono la lunghezza d'onda dell'energia che il gas assorbe, quanta energia assorbe e come a lungo il gas rimane nell'atmosfera.

Le molecole di gas serra assorbono energia nella regione infrarossa dello spettro, che generalmente associamo al calore. I gas serra assorbono oltre il 90% dell'energia atmosferica in una parte molto ristretta dello spettro energetico. Tuttavia, le energie di assorbimento sono diverse per ciascun gas a effetto serra; insieme, assorbono energia su gran parte dello spettro infrarosso. I gas serra rimangono nell'atmosfera da 12 anni per il metano a 270 anni per un fluorocarbonio. Circa la metà del biossido di carbonio atmosferico scomparirà nel primo secolo dopo il suo rilascio, ma una piccola parte persisterà per migliaia di anni.

Potenziale di riscaldamento globale

Il potenziale di riscaldamento globale di un gas a effetto serra misura il suo contributo al riscaldamento globale. Il suo valore si basa sulle tre proprietà chiave, descritte in precedenza. L'effetto di riscaldamento di un gas serra, diviso per l'effetto di riscaldamento della stessa quantità di anidride carbonica, è uguale al suo potenziale di riscaldamento.

Ad esempio, il metano ha un potenziale di riscaldamento di 72 per un periodo di 20 anni. In altre parole, una tonnellata di metano avrebbe lo stesso effetto di 72 tonnellate di anidride carbonica nei 20 anni successivi al loro rilascio nell'atmosfera. Il metano, gli ossidi di azoto ei fluorocarburi hanno tutti un potenziale di riscaldamento molto più alto del biossido di carbonio, ma quest'ultimo rimane il gas serra più importante perché ce n'è così tanto.