{"id":9867,"date":"2010-05-05T08:00:05","date_gmt":"2010-05-05T06:00:05","guid":{"rendered":"http:\/\/www.climatemonitor.it\/?p=9867"},"modified":"2012-08-07T11:52:32","modified_gmt":"2012-08-07T11:52:32","slug":"leffetto-coperta","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.climatemonitor.it\/?p=9867","title":{"rendered":"L’effetto coperta"},"content":{"rendered":"

Per parlare di qualche cosa \u00e8 necessario dargli un nome, se poi il nome \u00e8 quello giusto (cio\u00e8 rimanda in modo convincente ad un concetto o una nozione ben chiara e condivisa) allora si possono anche evitare tante spiegazioni… Si prenda, ad es., il nome effetto serra<\/em> assegnato al fenomeno secondo cui il recente aumento delle emissioni antropiche di CO2<\/sub> (linea tratteggiata e scala a sinistra in Gt nel grafico seguente)1<\/a> sarebbe all’origine del concomitante “tumultuoso” incremento della temperatura media globale al suolo (linea continua e scala a destra in \u00b0C)2<\/a>…<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

…in base a questa teoria l’aumento del CO2<\/sub> e di altri gas inquinanti nella troposfera (lo strato pi\u00f9 basso dell’atmosfera) ne accrescerebbe cos\u00ec tanto la naturale capacit\u00e0 di “intrappolare” il calore emesso dalla superficie terrestre riscaldata dal Sole da aumentare in modo spropositato la temperatura media globale, esattamente come avverrebbe in una serra inspessendone il rivestimento (da cui il nome). Non c’\u00e8 che dire, “effetto serra” \u00e8 proprio un bel nome, suona bene ed \u00e8 talmente evocativo e convincente da indurre tanti a crederci senza se e senza ma.<\/p>\n

Ma siamo proprio sicuri che il nome effetto serra<\/em> sia quello giusto, cio\u00e8 che il funzionamento di una serra sia assimilabile a quello dell’atmosfera e che per quest’ultima l’inquinamento giochi il ruolo che \u00e8 del rivestimento trasparente nelle prime?<\/p>\n

Le serre e l’effetto serra<\/h2>\n

Com’\u00e8 noto, le serre sono un locale delimitato da un rivestimento trasparente ove \u00e8 mantenuto artificialmente l’habitat<\/em> ideale per coltivare fiori e piante anche in un ambiente “ostile” (troppo caldo, troppo freddo, troppo secco, troppo umido, troppo ventilato,…).<\/p>\n

\"\"<\/a>
http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/File:Biosphere2_Inside_big.jpg<\/figcaption><\/figure>\n

Sperimentarne il funzionamento \u00e8 facile: basta mettersi dietro un balcone chiuso ed assolato, fingersi un peperone e riflettere su quanto ci accade. Ed ora proviamo a rispondere a qualche domanda facile facile…<\/p>\n

    \n
      \n
    1. Perch\u00e9 ci riscaldiamo?<\/strong> Forse per il vetro del balcone che “intrappola” dentro casa il caldo? Dovrebbe essere cos\u00ec se la teoria dell’effetto serra su esposta fosse corretta. Cambierebbe qualche cosa con infissi migliori, magari con dei doppi vetri? A meno che i nostri non siano proprio sgangherati, cambierebbe poco, molto poco: i doppi vetri e gli infissi in PVC sono pensati per eliminare gli spifferi<\/em> trasformando le nostre case in tanti sottomarini, tant’\u00e8 che lo stesso tepore potremmo avvertirlo anche spalancando il nostro balcone in una giornata senza vento<\/em> o, come sanno bene anche i ramarri, addirittura in un cantuccio all’aria aperta purch\u00e9 al riparo dal vento<\/em>.<\/li>\n<\/ol>\n<\/ol>\n
      \"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/d\/d4\/Lacerta_viridis04.jpg\"<\/a>
      Fonte Wikipedia commons<\/figcaption><\/figure>\n
        \n
      1. Quanto impiegheremmo per accorgerci dell’apertura della porta di casa o di una finestra anche in un’altra stanza?<\/strong> A meno che non si crei una tromba d’aria<\/em> a me di solito serve un po’ di tempo, ma a volte penso che alcuni miei conoscenti siano dei mutanti punti da un incrocio tra un anemometro ed un visore notturno, a giudicare dalla velocit\u00e0 con cui avvertono il bench\u00e9 minimo spiffero<\/em>.<\/li>\n
      2. Cosa sentiremmo spostandoci un metro pi\u00f9 in l\u00e0 all’ombra quando siamo ben caldi ed anche un po’ sudaticci?<\/strong> All’istante anch’io sentirei almeno un po’ di refrigerio, indipendentemente dalla temperatura ambiente3<\/a>.<\/li>\n
      3. Come reagiremmo se qualcuno ci puntasse addosso un ventilatore che gira a manetta?<\/strong> I pi\u00f9 educati comincerebbero a starnutire dopo tre secondi, gli altri…<\/li>\n
      4. Cosa succederebbe se aprissimo una finestra per un salutare ricambio d’aria?<\/strong> La temperatura precipiterebbe repentinamente in tutta la casa.<\/li>\n
      5. Dove sistemeremmo un termometro per misurare la temperatura dentro casa?<\/strong> All’ombra, ovviamente.<\/li>\n<\/ol>\n

        …cose sicuramente banali ma interessanti, no? Cosa possiamo dedurre da queste poche “esperienze”? Tante cose tra cui:<\/p>\n

          \n
        1. dentro (o fuori) una serra ci si riscalda al Sole e solo al Sole fintantoch\u00e9 l’aria rimane immobile<\/em>4<\/a>;<\/li>\n
        2. minimi scambi d’aria<\/em> con l’ambiente esterno producono sensibili diminuzioni della temperatura;<\/li>\n
        3. il rivestimento di una serra serve solo ad isolarla<\/em> dall’esterno.<\/li>\n<\/ol>\n

          \"\"<\/a>Naturalmente ho semplificato molto e ciascuna affermazione avrebbe bisogno di essere puntualizzata. Ciononostante \u00e8 possibile affermare che, contrariamente a quanto molti credono, per una serra sinonimo di effetto serra<\/em> non \u00e8 “rapporto tra spessore del rivestimento e temperatura interna” ma “sensazioni di un pomodoro al Sole in aria cheta”, come ho potuto osservare personalmente quest’inverno: in un grosso vaso sistemato su un balcone di casa a fine anno scorso \u00e8 nata da qualche seme capitato l\u00ec per caso una piantina di pomodoro che poi ho lasciato sviluppare liberamente per tutto l’inverno. Oggi, dopo cinque mesi, non solo \u00e8 pi\u00f9 alta di me (che pure sono 1,80m) ma da alcuni dei suoi tanti fiori hanno cominciato a svilupparsi i primi pomodori. Per quanto appena detto sulle serre, la cosa ha funzionato non solo e non tanto perch\u00e9 abito a Salerno a 150m dal mare, ma soprattutto perch\u00e9 il vaso si trova in un angolo rivolto a sud (cosa che ha assicurato la massima esposizione al Sole nelle pur brevi giornate invernali) generalmente protetto sia dai venti sia dalla brezza (di terra e di mare) che qui spira in continuazione, assicurando condizioni di aria cheta quasi costanti e quindi temperature sufficientemente buone per il suo sviluppo anche in inverno. Sull’altro balcone di casa, pi\u00f9 esposto alle intemperie bench\u00e9 con una insolazione migliore, non ce l’avrebbe mai fatta.<\/p>\n

          Prima di passare oltre vorrei ricordare qualche altra nozione sul funzionamento delle serre.<\/p>\n

          La prima \u00e8 che sono rivestite di un materiale trasparente solo per lasciar passare la luce del Sole necessaria allo sviluppo delle piante, altrimenti le farebbero in muratura dipingendole poi di nero.<\/p>\n

          Non sempre, inoltre, ci si pu\u00f2 affidare esclusivamente al Sole per garantire\u00a0la giusta temperatura: dovendo mantenere costanti le condizioni ideali per la crescita delle piante che ospita, occorre riscaldarla quando scende troppo e raffreddarla quando \u00e8 troppo elevata. Cos\u00ec di giorno non pu\u00f2 accumulare calore in previsione di notti buie e tempestose n\u00e9 di notte raffreddarsi troppo per affrontare giornate eccessivamente calde. Per ovviare le serre industriali usate tutto l’anno sono spesso dotate di impianti tecnologici che ne controllano il microclima (essenzialmente temperatura ed umidit\u00e0).
          \nPer riscaldarle si usano impianti elettrici, a gas, ad olio combustibile o a legna          5<\/a>. Per raffreddarle si pu\u00f2 provare invece ad arieggiare, ventilare, nebulizzare dell’acqua sul rivestimento o all’interno che poi evaporando provoca una diminuzione della temperatura, altrimenti si ricorre a soluzioni pi\u00f9 “drastiche”.
          \nRiguardo all’umidit\u00e0, come per uomini ed animali anche per le piante \u00e8 un parametro fondamentale per avere un ambiente confortevole, perch\u00e9 ne sollecita i sistemi di termoregolazione: la traspirazione di pelle o foglie che li mantiene umidi ed asciugandosi li rinfresca. In particolare si misura l’umidit\u00e0 relativa, definita come il rapporto tra umidit\u00e0 attuale ed umidit\u00e0 massima possibile per la temperatura corrente, cio\u00e8 la massima quantit\u00e0 di vapore acqueo che l’aria pu\u00f2 sostenere a quella temperatura (percentuale di saturazione), da cui dipende la facilit\u00e0 di evaporazione della traspirazione (grafico in basso).<\/p>\n

          \"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/File:Dewpoint.jpg\"<\/a>
          Fonte Wikipedia<\/figcaption><\/figure>\n

          Le piante solitamente stanno meglio con un’umidit\u00e0 relativa tra il 50 ed il 60%; al disotto del 30% molte smettono di svilupparsi perch\u00e9 le foglie traspirano troppo velocemente, cio\u00e8 per non seccarsi producono tanta di quell’umidit\u00e0 che le radici non sono in grado di compensare assorbendo una pari quantit\u00e0 di acqua dal terreno; al di sopra dell’80% le foglie hanno il problema opposto con l’umidit\u00e0 prodotta che non riesce ad asciugarsi per rinfrescarle. Quindi le serre sono naturalmente umide proprio grazie alla traspirazione delle piante e poich\u00e9 l’umidit\u00e0 relativa dipende dalla temperatura, controllando questa si controlla anche quella.
          \nTermino questa breve carrellata ricordando che, se necessario, anche il CO2<\/sub> \u00e8 tenuto sotto controllo nelle serre, ma non per influire sulla temperatura come qualcuno potrebbe pensare, bens\u00ec per procurarne alle piante che di giorno ne sono \u201cghiotte\u201d (alludo alla fotosintesi), cos\u00ec da aumentarne la resa. Oltre che con l’areazione che consente di captarne dall’esterno, quando necessario (ad es. per l’\u201dostilit\u00e0\u201d dell’ambiente circostante) pu\u00f2 essere prodotto bruciando direttamente del gas propano all’interno della serra. Questa \u201cdebolezza\u201d delle piante per il CO2<\/sub> \u00e8 sfruttabile per metterle all’ingrasso proprio come si fa con i polli: con la giusta illuminazione artificiale ed adeguate quantit\u00e0 del gas crescerebbero senza sosta.<\/p>\n

          \"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/4\/4c\/Z%C3%BCrich_-_Botanischer_Garten_-_Gew%C3%A4chsh%C3%A4user.jpg\"<\/a>
          Fonte Wikipedia<\/figcaption><\/figure>\n

          L’atmosfera e l’effetto serra<\/h2>\n

          \"http:\/\/it.wikipedia.org\/wiki\/File:Atmosphere_layers-it.svg\"<\/a><\/p>\n

          Nel paragrafo precedente ho pi\u00f9 o meno descritto cosa potrebbe raccontare un \u201cosservatore\u201d dentro una serra. In questo tenter\u00f2 di spiegare, a modo mio e cercando di non dire troppe scempiaggini, cosa invece succede nell’atmosfera, con particolare riferimento alla troposfera, dove, ormai \u00e8 chiaro, le cose vanno diversamente.
          \n          \"\"<\/a><\/p>\n

          Un buon punto di partenza \u00e8 l’esame dello schema a sinistra che ricapitola dove finiscono le radiazioni che il Sole invia sulla Terra: per il 30% sono riflesse<\/em> dagli strati esterni dell’atmosfera (6%), dalle nuvole (20%) e dalla superficie (4%); il rimanente 70% \u00e8 assorbito<\/em> da atmosfera e nuvole (19%), da suolo e mare (51%).<\/p>\n

          Per comprendere il funzionamento dell’effetto serra nell’atmosfera occorre quindi rispondere ad una semplice domanda: perch\u00e9 una parte dell’irraggiamento solare penetra fino al suolo (riscaldandolo) mentre il resto si ferma strada facendo? Dipende, com’\u00e8 facile supporre, dall’interazione tra radiazioni solari ed atmosfera.<\/p>\n

          Le radiazioni solari<\/h3>\n

          Le radiazioni provenienti dal Sole sono un’entit\u00e0 o per meglio dire un fenomeno fisico multiforme. Esempi di radiazioni sono<\/p>\n

            \n
          1. la luce ed i suoi colori percepiti dai nostri occhi;<\/li>\n
          2. il calore che avvertiamo sulla pelle (Infrarosso o IR);<\/li>\n
          3. lo stimolo alla produzione della melanina cutanea quando ci abbronziamo (Ultravioletto o UV);<\/li>\n
          4. i disturbi, per fortuna solo occasionali, alle trasmissioni dei satelliti artificiali (onde radio).<\/li>\n<\/ol>\n

            Ogni radiazione \u00e8 descritta con un valore numerico rappresentato graficamente come la distanza tra due creste di una forma d’onda e perci\u00f2 chiamato lunghezza d’onda6<\/a>:<\/p>\n

            \"\"<\/a><\/p>\n

            Come si intuisce anche dal grafico, a ciascun tipo di radiazioni in realt\u00e0 corrisponde un particolare intervallo di lunghezze d’onda. Ad es. le radiazioni visibili sono comprese tra 400 e 700 nanometri (10-6m) che \u00e8 poi la somma degli intervalli propri delle possibili tonalit\u00e0 di ciascun colore (il blu tra 450 e 495, il verde tra 495 e 570,…)7<\/a>. Naturalmente la forma d’onda \u00e8 solo un artificio grafico perch\u00e9, proprio come nei disegni dei bambini, le radiazioni solari si muovono in linea retta.<\/p>\n

            \"\"<\/a>Ci\u00f2 che i bambini ancora non sanno \u00e8 che i raggi dei loro disegni sono le traiettorie seguite dei fotoni, entit\u00e0 subatomiche prodotte dalle reazioni termonucleari del nucleo solare, a cui \u00e8 associata una quantit\u00e0 di energia crescente al diminuire della lunghezza d’onda. Il Sole per\u00f2 non produce tutte le radiazioni in pari quantit\u00e0 ma ha un picco nel campo del visibile8<\/a> con le altre emesse in quantit\u00e0 via via inferiori al crescere o all’accorciarsi della loro lunghezza d’onda (immagine a sinistra), comportamento comune ad ogni altra sorgente il cui picco \u00e8 posizionato in funzione della loro temperatura superficiale9<\/a>:<\/p>\n

            \"\"<\/a><\/p>\n

            Vale, inoltre, la regola per cui le sorgenti pi\u00f9 calde emettono una maggiore quantit\u00e0 di radiazioni a lunghezze d’onda pi\u00f9 breve mentre quelle pi\u00f9 fredde ne producono di meno ed a maggiore lunghezza d’onda. Cos\u00ec il Sole con la superficie a 5800\u00b0C ne libera per il 40% nel visibile, per il 10% nell’ultravioletto (ed un po’ di raggi X e gamma); per il 50% nell’infrarosso (ed un altro po’ di microonde ed onde radio). La superficie terrestre riscaldata dal Sole (cio\u00e8 dalle radiazioni che filtrano fino al suolo) con i suoi 14\u00b0C produce solo infrarosso:<\/p>\n

            \"\"<\/a><\/p>\n

            Una lampadina ad incandescenza bruciando a 2400\u00b0C emette meno del 10% nel visibile ed il resto nell’infrarosso (cio\u00e8 \u00e8 prima di tutto una stufa).<\/p>\n

            L’atmosfera terrestre<\/h3>\n

            Riguardo l’atmosfera terrestre, \u00e8 ben noto che si tratta di una miscela di gas i cui principali componenti sono10<\/a>:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
            Elemento<\/td>\nSimbolo<\/td>\n%<\/td>\nppmv<\/td>\n<\/tr>\n
            azoto<\/td>\nN2<\/sub><\/td>\n78,080<\/td>\n780840<\/td>\n<\/tr>\n
            ossigeno<\/td>\nO2<\/sub><\/td>\n20,950<\/td>\n209460<\/td>\n<\/tr>\n
            argon<\/td>\nAr<\/td>\n0,930<\/td>\n93000<\/td>\n<\/tr>\n
            vapore acqueo<\/td>\nH2<\/sub>O<\/td>\n<4,000<\/td>\n0-4000<\/td>\n<\/tr>\n
            biossido di carbonio<\/td>\nCO2<\/sub><\/td>\n0,033<\/td>\n330<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

            A cui sono da aggiungere percentuali via via inferiori di neon (Ne), elio (He), metano (CH4<\/sub>), kripton (Kr), idrogeno (H2<\/sub>), xeno (Xe), ozono (O3<\/sub>), ossidi di azoto (NO, NO2<\/sub>, N2<\/sub>O), monossido di carbonio (CO), biossido di zolfo (SO2<\/sub>), solfuro di idrogeno (H2<\/sub>S),…
            \nQuelle ricordate sono distribuzioni medie sotto i 100km con le seguenti significative eccezioni:<\/p>\n