Scienza atmosferica dei gas serra

Gas serra, qualsiasi gas che abbia la proprietà di assorbire le radiazioni infrarosse (energia termica netta) emesso dalla superficie terrestre e di ripercorrerlo nuovamente sulla superficie terrestre, contribuendo così all'effetto serra. L'anidride carbonica, il metano e il vapore acqueo sono i gas serra più importanti. (In misura minore, l'ozono a livello della superficie, gli ossidi di azoto e i gas fluorurati intrappolano anche le radiazioni infrarosse.) I gas a effetto serra hanno un profondo effetto sul bilancio energetico del sistema terrestre nonostante costituiscano solo una frazione di tutti i gas atmosferici. Le concentrazioni di gas a effetto serra sono variate sostanzialmente durante la storia della Terra e queste variazioni hanno determinato sostanziali cambiamenti climatici in una vasta gamma di scale temporali. In generale, le concentrazioni di gas serra sono state particolarmente elevate durante i periodi caldi e basse durante i periodi freddi.

esplora

Elenco di cose da fare della Terra

L'azione umana ha innescato una vasta cascata di problemi ambientali che ora minacciano la continua capacità dei sistemi naturali e umani di prosperare. Risolvere i problemi ambientali critici del riscaldamento globale, della scarsità d'acqua, dell'inquinamento e della perdita di biodiversità sono forse le maggiori sfide del 21 ° secolo. Ci alzeremo per incontrarli?

• 

• 

Numerosi processi influenzano le concentrazioni di gas serra. Alcuni, come le attività tettoniche, operano su scale temporali di milioni di anni, mentre altri, come vegetazione, suolo, zone umide e fonti oceaniche e pozzi, operano su scale temporali da centinaia a migliaia di anni. Le attività umane - in particolare la combustione di combustibili fossili dalla Rivoluzione industriale - sono responsabili di aumenti costanti delle concentrazioni atmosferiche di vari gas serra, in particolare di anidride carbonica, metano, ozono e clorofluorocarburi (CFC).

L'effetto di ciascun gas serra sul clima terrestre dipende dalla sua natura chimica e dalla sua relativa concentrazione nell'atmosfera. Alcuni gas hanno un'alta capacità di assorbimento delle radiazioni infrarosse o si verificano in quantità significative, mentre altri hanno capacità notevolmente inferiori di assorbimento o si verificano solo in tracce. La forzatura radiativa, come definita dall'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), è una misura dell'influenza che un dato gas serra o altro fattore climatico (come l'irradiazione solare o l'albedo) ha sulla quantità di energia radiante che colpisce la superficie terrestre. Per comprendere l'influenza relativa di ciascun gas serra, i cosiddetti valori di forzatura (espressi in watt per metro quadrato) calcolati per il periodo di tempo tra il 1750 e i giorni nostri sono riportati di seguito.

Principali gas serra

Vapore acqueo

Il vapore acqueo è il gas serra più potente nell'atmosfera terrestre, ma il suo comportamento è fondamentalmente diverso da quello degli altri gas serra. Il ruolo primario del vapore acqueo non è come agente diretto di forzatura radiativa, ma piuttosto come feedback sul clima, ovvero come risposta all'interno del sistema climatico che influenza l'attività continua del sistema. Questa distinzione sorge perché la quantità di vapore acqueo nell'atmosfera non può, in generale, essere modificata direttamente dal comportamento umano, ma è invece impostata dalle temperature dell'aria. Più calda è la superficie, maggiore è il tasso di evaporazione dell'acqua dalla superficie. Di conseguenza, una maggiore evaporazione porta ad una maggiore concentrazione di vapore acqueo nell'atmosfera inferiore in grado di assorbire le radiazioni infrarosse e di restituirle alla superficie.