L'effetto serra

La Terra riceve energia dal Sole sotto forma di radiazione elettromagnetica. Il Sole, la cui superficie ha una temperatura di circa 6000 °C, emette radiazione principalmente nelle frequenze tipiche del visibile e dell'ultravioletto. La superficie terrestre, con la sua temperatura di qualche decina di grado centigrado, emette a sua volta la radiazione che riceve dal Sole, ma sotto forma di radiazione infrarossa. Le molecole dei gas di cui è composta l'atmosfera trasmettono o assorbono la radiazione elettromagnetica in modo diverso a seconda della loro lunghezza d'onda: mentre sono praticamente trasparenti alla radiazione visibile, assorbono in parte la radiazione ultravioletta proveniente dal Sole e la radiazione infrarossa proveniente dalla Terra. Per quanto riguarda la radiazione infrarossa, questo accade principalmente a opera del vapor d'acqua (H2O) e soprattutto dell'anidride carbonica (o diossido di carbonio, CO2), che assorbono fortemente la radiazione di lunghezze d'onda comprese tra 4000 e 7000 nm e tra 13.000 e 19.000 nm. Vi sono altri gas, quali il metano, il protossido d'azoto e alcuni composti del cloro, che assorbono radiazione infrarossa nell'intervallo di lunghezze d'onda comprese tra 7000 e 13.000 nm, mentre una parte di questa radiazione viene persa nello spazio.

L'effetto serra è esattamente quel fenomeno per cui l'energia emessa dalla superficie terrestre verso lo spazio viene parzialmente assorbita da alcuni gas presenti in atmosfera (che perciò vengono detti gas di serra) e da questi irradiata nuovamente verso la Terra. Poiché la Terra emette verso lo spazio una quantità di radiazione superiore a quella che riceve dal Sole, in assenza di effetto serra la temperatura media della Terra sarebbe inferiore di circa 15 °C di quanto non sia in realtà. Ma, poiché una parte di tale radiazione non viene perduta ma assorbita dall'atmosfera e conseguentemente reirradiata verso la superficie, il bilancio termico è in pareggio. L'effetto serra, dunque, ha per la vita sulla Terra un effetto benefico ed essenziale. Il problema è che negli ultimi 150 anni circa l'uomo ha provocato una progressiva crescita delle concentrazioni dei gas di serra, principalmente dell'anidride carbonica, a seguito dell'uso massiccio dei combustibili fossili, crescita che secondo molti scienziati porterebbe all'intensificazione del fenomeno dell'effetto serra e di conseguenza all'aumento della temperatura media della superficie terrestre. Questo potrebbe portare, tra le altre cose, all'assottigliamento dei ghiacciai perenni e all'innalzamento del livello dei mari.

Il nome effetto serra deriva dal fatto che, analogamente a quanto avviene in una serra, mentre la radiazione visibile passa, la radiazione infrarossa rimane intrappolata negli strati bassi dell'atmosfera e ne provoca un riscaldamento.