Proprietà dei gas serra

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

Sebbene meno dell'uno per cento dell'atmosfera sia costituito da gas serra, la loro influenza sull'ambiente globale è notevole. L'effetto serra è causato dai gas nell'atmosfera terrestre. L'energia solare in entrata passa attraverso l'atmosfera, che trattiene il calore risultante e riscalda la temperatura prossima alla superficie terrestre. 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 ne esce, e questo fa aumentare gradualmente la temperatura globale globale.

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

Le tre proprietà importanti di un gas serra sono la lunghezza d'onda dell'energia che il gas assorbe, quanta energia assorbe e per quanto tempo 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 più del 90% dell'energia atmosferica in una parte molto ristretta dello spettro energetico. Tuttavia, le energie di assorbimento sono diverse per ciascun gas 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 fluorocarburo. Circa la metà dell'anidride carbonica atmosferica scomparirà nel primo secolo dopo il suo rilascio, ma una piccola parte persisterà per migliaia di anni.

Il potenziale di riscaldamento globale di un gas 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 rilascio in atmosfera. Metano, ossidi di azoto e fluorocarburi hanno tutti un potenziale di riscaldamento molto più alto del carbonio anidride carbonica, ma quest'ultimo rimane ancora il gas serra più importante perché c'è tanto di esso.