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Il bilancio radiativo e l’effetto serra

A parte una piccola quantità di energia proveniente dall’interno della Terra, l’energia che alimenta il sistema climatico del nostro pianeta proviene essenzialmente dal Sole. La Terra, infatti, riceve dal Sole energia radiante (cioè trasportata dalla radiazione elettromagnetica) composta per circa metà da luce visibile, da una piccola parte di ultravioletto e per il resto da infrarosso. La radiazione solare che colpisce la superficie terrestre in un’ora è pari a circa 342 w/m²; di questi solo 235 w/m² sono effettivamente assorbiti dalla superficie terrestre, mentre i restanti 107 sono immediatamente riflessi nello spazio. La percentuale della radiazione totale incidente che viene riflessa dalla superficie terrestre viene detta albedo. L’albedo della Terra, quindi, è pari al 30% (342/107=30%). Di questi 107 w/m², 77 sono riflessi dalle nuvole, dai gas e dalle micro particelle presenti in atmosfera (aerosol), mentre i restanti 30 w/m² ritornano in atmosfera perché riflessi dalle superfici chiare presenti sulla Terra, costituite prevalentemente da ghiacciai, neve e deserti. La neve ha un’elevatissima albedo, pari a 0,9, il che significa che il 90% della radiazione che la colpisce viene riflessa. L’energia che non viene riflessa verso lo spazio, pari a 235 w/m², viene assorbita dalla superficie terrestre e dall’atmosfera e riemessa sotto forma di radiazione infrarossa (calore). L’atmosfera, costituita prevalentemente da azoto e ossigeno, trasparenti alla radiazione termica infrarossa, lascia sfuggire verso lo spazio queste radiazioni. Esistono, però, alcuni gas (chiamati gas serra) che assorbono la radiazione termica e ne impediscono la dispersione causando il riscaldamento dell’atmosfera. Questo fenomeno fisico naturale, chiamato effetto serra, è importantissimo per la vita sulla Terra, perché consente alla superficie terrestre di avere una temperatura media di 14°C anziché i -18°C che si avrebbero in assenza di atmosfera e di gas serra.