Gas serra
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Sono chiamati gas serra quei gas presenti in atmosfera, di origine sia naturale che antropica, che assorbono ed emettono a specifiche lunghezze d'onda nello spettro della radiazione infrarossa, emessa dalla superficie terrestre, dall'atmosfera e dalle nuvole. Questa loro proprietà causa il fenomeno noto come effetto serra.
Il vapore acqueo (H2O), il biossido di carbonio (CO2), l'ossido di diazoto (N2O), il metano (CH4) e l'ozono (O3) sono i gas serra principali nell'atmosfera terrestre.
Oltre a questi gas di origine anche naturale, esiste un'ampia gamma di gas serra rilasciati in atmosfera di origine esclusivamente antropica, come gli alocarburi, tra i quali i più conosciuti sono i clorofluorocarburi (CFC), e molte altre molecole contenenti cloro e fluoro dannose per lo strato di ozono stratosferico, regolamentate dal Protocollo di Montreal. Naturalmente non bisogna confondere "l'effetto serra" con il fenomeno del "buco dell'ozono". Occorre inoltre ricordare che l'attività di eruzione di un vulcano, causa danni in maniera percentuale paragonabili a un anno di emissione di CO2 di una nazione.
I gas alogenati sono emessi in quantità molto inferiori rispetto a CO2, CH4 e N2O ma possono avere un tempo di vita molto lungo in atmosfera e un forte effetto come forzante radiativo, da 3 000 a 13 000 volte superiore a quella del biossido di carbonio. L’insieme di queste due caratteristiche è chiamato Global Warming Potential (GWP, potenziale di riscaldamento globale).
Il GWP, che rappresenta l'effetto combinato del tempo di permanenza in atmosfera di ogni gas e la relativa efficacia specifica nell'assorbimento della radiazione infrarossa emessa dalla Terra, è una misura di quanto un dato gas serra contribuisca al riscaldamento globale rispetto al CO2. I GWP sono calcolati dall'Intergovernmental Panel on Climate Change e sono utilizzati come fattori di conversione per calcolare le emissioni di tutti i gas serra in emissioni di CO2 equivalente.
Il Protocollo di Kyōto regolamenta le emissioni di CO2, N2O, CH4, esafluoruro di zolfo (SF6), idrofluorocarburi (HFCs) e perfluorocarburi (PFCs).
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[modifica] I gas ad effetto serra
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I vari gas che formano l’atmosfera non contribuiscono tutti allo stesso modo per l’effetto serra: infatti molecole come quella di azoto (N2) o ossigeno (O2) che costituiscono il 98% della nostra atmosfera, non sono capaci di assorbire molta radiazione. I gas migliori per l'effetto serra sono quelli che hanno una struttura molecolare asimmetrica: in generale quindi tutti i gas biatomici che si trovano nell’atmosfera non sono buoni gas serra (proprio perché hanno una struttura sicuramente lineare) mentre il metano (CH4), l’ozono (O3), il vapore acqueo (H2O), l’ossido nitroso (N2O), i gas fluorurati (idrofluorocarburi HFC, esafluoro di zolfo SF6,perfluorocarburi PFC,clorofluorocarburi CFC) sono buoni gas serra proprio perché hanno una struttura asimmetrica. Caso particolare è l’anidride carbonica (CO2) che pur avendo una struttura lineare (con i tre atomi in fila O-C-O) e quindi non avendo un elevato “potenziale serra”, è tuttavia molto più abbondante in atmosfera rispetto ad altri gas a maggior potenziale serra ed è per questo considerato uno dei maggiori responsabili dell’effetto serra.
[modifica] Vapore acqueo
Il principale gas a effetto serra è il vapore acqueo (H2O), responsabile per circa due terzi dell’effetto serra naturale anche se non mancano opinioni secondo cui il vapore acqueo sarebbe responsabile fino al 98% dell'effetto serra. Nell’atmosfera, le molecole di acqua catturano il calore irradiato dalla terra diramandolo in tutte le direzioni, riscaldando così la superficie della terra prima di essere irradiato nuovamente nello spazio. Il vapore acqueo atmosferico è parte del ciclo idrologico, un sistema chiuso di circolazione dell’acqua – una risorsa non infinita – dagli oceani e dai continenti verso l’atmosfera in un ciclo continuo di evaporazione, traspirazione, condensazione e precipitazione. Tuttavia l’aria calda può assorbire molta più umidità e di conseguenza le temperature in aumento intensificano ulteriormente l’aumento di vapore acqueo in atmosfera e quindi il cambiamento climatico.
[modifica] Anidride carbonica (CO2)
L’anidride carbonica è responsabile per il 20% dell’effetto serra naturale ed interagisce con l’atmosfera per cause naturali e antropiche:
I serbatoi naturali della CO2 sono gli oceani (che contengono il 78% della CO2),i sedimenti fossili (22%), la biosfera terrestre(6%), l’atmosfera (1%). Gran parte dell’anidride carbonica degli ecosistemi viene immessa nell’atmosfera. Un certo numero di organismi hanno la capacità di assimilare la CO2 atmosferica. Il carbonio, così, grazie alla fotosintesi delle piante, che combina l’anidride carbonica e l’acqua in presenza dell’energia solare, entra nei composti organici e quindi nella catena alimentare, ritornando infine all’atmosfera attraverso la respirazione. Si possono individuare delle variazioni annuali della concentrazione di CO2 atmosferica. Durante l’inverno si verifica un aumento della concentrazione dovuto al fatto che nelle piante a foglia caduca prevale la respirazione; mentre durante l’estate la concentrazione di CO2 atmosferica diminuisce per l’aumento totale della fotosintesi. Gli oceani hanno un ruolo fondamentale nel bilancio del carbonio, e costituiscono una vera e propria riserva di carbonio sotto forma di ione bicarbonato. Gli oceani assorbendo, così la CO2 atmosferica mantengono bassa la sua concentrazione; se la concentrazione tendesse ad abbassarsi, gli oceani possono liberare anidride carbonica svolgendo un ruolo di equilibratori. Questo bilancio naturale, in assenza di attività antropica, in prima approssimazione, è sempre in pareggio. Esso coinvolge valori di emissioni e assorbimenti maggiori alle emissioni antropiche. Tuttavia, per quanto piccole rispetto al totale, le emissioni antropiche sono sufficienti a squilibrare l’intero sistema. L’anidride carbonica si va così accumulando nell’atmosfera, in quanto i processi di assorbimento da parte dello strato rimescolato dell’oceano non riescono a compensare del tutto il flusso entrante di carbonio. Le emissioni legate all’attività umana sono dovute all’uso di energia fossile, ossia petrolio, carbone e gas naturale; e la restante parte dovuta a fenomeni di deforestazione e cambiamenti d’uso delle superfici agricole. Il contributo della deforestazione è peraltro molto incerto, ed oggi al centro di molti dibattiti: le stime indicano valori compresi tra un massimo di 2 ad un minimo di 0.6 GtC/anno. L’ammontare equivalente di CO2 si ottiene moltiplicando per 44/12. Per quanto concerne la persistenza media in anni della CO2 in atmosfera, l’IPCC considera un intervallo compreso tra i 50 e i 200 anni che, dipende sostanzialmente dal mezzo di assorbimento.
[modifica] Metano (CH4)
Il metano (CH4) è considerato responsabile per circa 8%. Il metano è il prodotto della degradazione di materiale organico in ambiente anaerobico. La sua capacità nel trattenere il calore è 30 volte maggiore a quella dell’anidride carbonica. La sua concentrazione atmosferica media sta aumentando con un tasso medio annuo valutato tra l’1.1% e l’1.4%. Le principali fonti di metano sono i terreni paludosi (25-170 Tg annui; 1 Tg o teragrammo = 1012 grammo), le risaie (40-179 Tg), la fermentazione del concime organico (40-110 Tg), la combustione della biomassa (30-110 Tg), la produzione e la distribuzione di gas naturale (20-50 Tg), l’estrazione del carbone (10-40 Tg) e le termiti (5-45 Tg), per un incremento dello 0.6% annuo . E´da rilevare il forte aumento delle emissioni di metano da parte delle discariche; inoltre si è avuto un aumento delle emissioni provenienti dal settore energetico, e una diminuzione di quelle del settore agricolo.
[modifica] Collegamenti esterni
- Sito web del Lavoisier Group, Australia
- Stazione di misura al Plateau Rosà
- Rete nazionale di misura dei gas ad effetto serra
