L'EFFETTO SERRA. sulla Terra.

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1 L'EFFETTO SERRA L'effetto serra è un fenomeno atmosferico-climatico che indica la capacità di un pianeta di trattenere nella propria atmosfera parte dell'energia solare proveniente dal Sole. Esso fa parte dei complessi meccanismi di regolazione dell'equilibrio termico di un pianeta (o satellite) e agisce attraverso la presenza in atmosfera di alcuni gas, detti appunto gas serra, che hanno come effetto globale quello di mitigare la temperatura dell'atmosfera terrestre isolandola parzialmente dai grandi sbalzi o escursioni termiche a cui sarebbe soggetto il pianeta in loro assenza. Questi gas infatti, per le proprie particolari proprietà molecolari-spettroscopiche, risultano trasparenti alla radiazione solare entrante ad onda corta, ma opachi alla radiazione infrarossa ad onda lunga riemessa dalla superficie del pianeta riscaldata dai raggi solari diretti. sulla Terra. Il termine deriva dall'analogia (non pienamente corretta) con quanto avviene nelle serre per la coltivazione (in questo caso vi è infatti anche un blocco della convezione atmosferica che è un'altra modalità di trasferimento del calore). L'effetto serra terrestre è creato da una serie di fenomeni che interagendo tra di loro regolano costantemente il contenuto dei gas serra in atmosfera, e proprio grazie all'effetto serra terrestre è possibile la presenza e lo sviluppo della vita DESCRIZIONE Il calore viene dissipato verso lo spazio sotto forma di irraggiamento infrarosso, secondo le leggi fondamentali dell'irradiazione elettromagnetica (legge del corpo nero di Planck, la legge di Stefan-Boltzmann e la legge di Wien). L'interferenza dei gas serra (sotto forma di assorbimento o opacità) alla dissipazione della radiazione infrarossa terrestre comporta l'accumulo di energia termica in atmosfera e quindi l'innalzamento della temperatura superficiale fino al raggiungimento di un punto di equilibrio termico-radiativo tra radiazione solare in arrivo e radiazione infrarossa in uscita. Per dare un'idea dell'entità del fenomeno, in assenza di gas serra, dall'equazione di equilibrio tra radiazione entrante e quella uscente si trova che la temperatura superficiale media della Terra sarebbe di circa -18 C mentre, grazie alla presenza dei gas serra in primis e del resto dell'atmosfera, il valore reale/effettivo è di circa +14 C, ovvero molto al di sopra del punto di congelamento dell'acqua consentendo così la vita come la conosciamo. L'effetto serra si manifesta dunque come un'alterazione del bilancio termico-radiativo alla superficie. L'inquinamento atmosferico dovuto alla continua e crescente combustione di fonti fossili a scopo energetico, alla deforestazione tropicale, all'agricoltura industrializzata e

2 all'estensione della zootecnia, determina un aumento dei gas serra in atmosfera in particolare dell'anidride carbonica (CO 2 ), del metano (CH 4 ), del protossido di azoto o ossido di diazoto (N 2 O) e dell'ozono (O 3 ) innalzando così l'effetto serra naturale di una componente antropica dando origine ai cambiamenti climatici attuali sotto forma di riscaldamento globale. Quanto agli effetti sul vapore acqueo essi sono indiretti (aumento dell'evaporazione dalla superficie oceanica in seguito a riscaldamento) e ancora poco compresi. Nel sistema solare, oltre che sulla Terra, l'effetto serra regola le condizioni termiche su Marte, Venere e Titano, mentre la nostra Luna, priva di atmosfera e quindi di effetto serra, presenta escursioni di temperatura fortissime fra il giorno e la notte e fra le zone in ombra e quelle illuminate. ASSORBIMENTO DELLA RADIAZIONE SOLARE La superficie terrestre viene riscaldata sfruttando l'energia proveniente dal Sole in 2 modi: per 1/3 grazie all'assorbimento diretto dell'energia proveniente dal Sole e per 2/3 a causa del contatto con l'atmosfera che riesce a rimanere calda trattenendo, grazie all'effetto serra, l'energia "solare" riemanata dalla superficie terrestre sotto forma di radiazione infrarossa (l'atmosfera infatti non è scaldata direttamente dai raggi solari ma dalla superficie terrestre quando assorbe i raggi solari). Analizzando il Bilancio energetico Sole - Terra si può notare che parte dell'energia proveniente dal Sole (il 55%) viene immediatamente riflessa dalle nubi e dagli aerosol presenti nell'atmosfera, mentre parte (il 45%) riesce a raggiungere la superficie terrestre e viene assorbita dalla Terra (assorbita dai mari, dalle rocce, dai suoli, dalla vegetazione). La Terra riemette l'energia assorbita sotto forma di radiazioni infrarosse e parte di esse (il 35%) riescono a sfuggire all'atmosfera venendo irradiate nello spazio, parte (il 65%) vengono imprigionate e trattenute dall'atmosfera che per questo motivo si scalda (soprattutto negli strati più vicini alla superficie terrestre). Quando si parla di aumento o diminuzione dell'effetto serra ci si riferisce proprio all'aumento o alla diminuzione della capacità di trattenere calore da parte dell'atmosfera dovuta ad una variazione della concentrazione dei gas serra: è ovvio che se l'atmosfera riesce a trattenere più calore si avrà un innalzamento della temperatura interna del pianeta, se l'atmosfera riesce a trattenere meno calore si avrà una diminuzione delle temperature. Tuttavia l'effetto serra non coincide e non deve essere confuso con il semplice aumento o diminuzione della temperatura terrestre. Non è detto infatti che un aumento o diminuzione della temperatura della Terra sia dovuta alla sola variazione dell'effetto serra: ad esempio quando nel passato è arrivata maggior energia dal Sole sulla Terra (a causa di variazioni orbitali terrestri e/o maggiore attività solare), si è avuto un innalzamento delle temperature senza che sia necessariamente variato il peso dovuto all'effetto serra. In questo caso la capacità dell'atmosfera di trattenere calore non è variata e l'aumento di temperatura è dovuto solo al fatto che maggior energia dal Sole è entrata in gioco nel sistema climatico terrestre. Sebbene l'effetto serra sia un fenomeno legato all'equilibro termico terrestre sul mediolungo periodo cioè a scala climatica, esistono molti altri fattori che contribuiscono ad alzare o abbassare l'effetto serra localmente e su scala temporale meteorologica: alcuni di questi fattori sono interni all'atmosfera (piogge, spostamenti di masse d'aria umide, annuvolamenti, contenuto di vapore acqueo, CO 2, metano, ) altri sono esterni (evaporazione dei mari, scambio CO 2 tra mare e atmosfera, respirazione del mondo

3 vegetale e animale, azione batterica nei terreni, emissioni vulcaniche, ). L'effetto serra agisce realizzando effetti di retroazione negativa sul sistema climatico evitando che il sistema Terra entri in uno stato di squilibrio termico. Quando un fattore tende a fare alzare l'effetto serra il sistema clima reagisce con effetti di raffreddamento, quando l'effetto serra tende ad abbassarsi si avranno effetti di riscaldamento: alterando un parametro che squilibra il sistema climatico (insolazione, evaporazione, piogge, annuvolamento, attività vegetale, animale o batterica, attività vulcanica, contenuto gas serra, ) il sistema reagisce in maniera tale da riequilibrare la variazione che il clima subisce sia a livello locale (più velocemente) che a livello globale (in maniera più lenta). Se un fattore fa aumentare l'effetto serra (maggior contenuto di vapore acqueo o di CO 2, ) allora il sistema subirà una variazione che sviluppa quegli elementi che riequilibrano il clima (aumento delle perturbazioni atmosferiche che rilasciano il vapore acqueo contenuto nell'atmosfera, maggior sviluppo del mondo vegetale che consuma acqua e CO 2, ). L'ALBEDO TERRESTRE La frazione della radiazione solare totale che viene riflessa da un corpo qualsiasi viene anche definita albedo. L albedo può essere espressa sia come percentuale che come frazione unitaria. Le aree ricoperte di neve hanno un valore elevato di albedo (circa 0,9 cioè il 90%) a causa del colore bianco, mentre la vegetazione ha un valore molto basso (circa il 10%) a causa del colore scuro e dell assorbimento della luce ad opera della fotosintesi. L albedo globale terrestre, come già accennato, è circa 0,3. La radiazione solare rimanente viene assorbita dai materiali e dagli organismi presenti sulla superficie terrestre. L energia ricevuta complessivamente dalla superficie terrestre e dalla troposfera viene poi riemessa sottoforma di energia termica come raggi infrarossi. I gas serra assorbono gran parte di questa radiazione per poi reirradiarla in tutte le direzioni. Circa il 6% di questa energia si perde nello spazio, parte viene riassorbita nuovamente dai composti atmosferici, mentre la quantità maggiore dell energia viene reirradiata verso la terra, riscaldandola. FATTORI D'INFLUENZA I fattori che influenzano l'effetto serra sono molti (alcuni ancora non ben conosciuti) e si comportano in maniera diversa tra loro. Alcuni sono fenomeni locali (piogge, evaporazione, venti, annuvolamenti ecc...) altri hanno comportamenti più globali (campi di alta o bassa pressione, spostamenti di masse d'aria, variazione del contenuto atmosferico globale di vapore acqueo, CO 2 o metano, correnti oceaniche, ), alcuni provocano variazione di breve durata (ore, giorni, settimane) altri di lunga durata (anni, decenni, secoli, ): 1. L'aumento di evaporazione provoca un effetto di riscaldamento: l'atmosfera diventa più umida (sale il contenuto di vapore acqueo) e l'atmosfera che diventa più umida trattiene più calore; 2. L'aumento delle piogge provoca un effetto di raffreddamento: l'atmosfera diventa meno umida (perde vapore acqueo) e trattiene meno calore. 3. L'aumento di nuvolosità svolge un duplice effetto: principalmente hanno un effetto di raffreddamento isolando la superficie terrestre dai raggi del sole (e quindi meno raggi arrivano dal sole alla superficie terrestre meno calore entra in gioco); in altri casi ha un effetto di riscaldamento bloccando la dispersione del calore già contenuto dall'atmosfera (come un tappo). 4. I campi di alta e bassa pressione regolano lo spostamento rapido di aria più calda o più fredda, più o meno umida, intervenendo direttamente e rapidamente sulla

4 capacità dell'atmosfera di trattenere più o meno calore. 5. Spostamenti di masse d'aria, cicloni, sono fortemente connessi a quanto già detto per le piogge, le nuvole, e i campi di alta o bassa pressione. 6. Le correnti oceaniche sembrano svolgere un ruolo importantissimo e fondamentale per riequilibrare il clima, simile a quello degli spostamenti di masse d'aria in atmosfera. 7. Aumento del livello del mare di circa 20 cm annui tramite il fenomeno delle piogge e dello scioglimento dei ghiacciai; 8. Le variazioni globali nel contenuto atmosferico di vapore acqueo, CO 2 e metano, provocano variazioni di più lunga durata sulla temperatura e sono equilibrate dall'effetto serra perché fortemente connesse con alcune variazioni nei mari e nella biologia presente sulla Terra, tipo: 9. Il consumo di CO 2 da parte delle piante (maggiore CO 2 c'è in atmosfera maggiore sarà il consumo da parte delle piante) 10. Il passaggio di vapore acqueo o CO 2 dai mari all'atmosfera (più è caldo più vapore e CO 2 passano in atmosfera ma più vapore c'è in atmosfera e più nuvolosità e piogge si avranno) 11. Il passaggio di metano dalla terra all'atmosfera causato dai batteri (più è caldo maggior metano viene immesso in atmosfera). RUOLO DELL'EFFETTO SERRA NEI CAMBIAMENTI CLIMATICI Il sistema climatico è caratterizzato da 2 principali fattori: La ciclicità (cicli giornalieri, stagionali, annuali, decennali, millenari, ) legata principalmente ai movimenti della Terra (rotazione, rivoluzione, effetto dell'inclinazione dell'asse,...) o ad altre cause cicliche (fasi solari, macchie solari, ); La variabilità all'interno dei cicli, dovuta a cause non cicliche principalmente interne al pianeta (movimenti delle masse d'aria, eruzioni vulcaniche, correnti oceaniche, ) ma anche esterne (meteoriti, interazione con altre stelle o pianeti, ). In questo contesto l'effetto serra si presenta come il fenomeno che regola i rapporti tra ciclicità e variabilità climatica rendendo il sistema clima un sistema attivo autoregolante e retroattivo: infatti cambiando un parametro climatico (insolazione, umidità dell'aria, ) l'effetto serra reagisce in maniera tale da far tornare regolari e costanti le condizioni energetiche totali del sistema Terra. Più in particolare per effetto serra si intendono tutti quei fenomeni attraverso i quali la natura interviene a regolare la capacità dell'atmosfera di trattenere o meno l'energia proveniente dal Sole. L'effetto serra, pur avendo una certa regolarità per lunghi periodi, non ha valori fissi e continui nel tempo ma varia continuamente anche durante le stagioni dell'anno: contrariamente a quanto si potrebbe pensare, d'estate (quando è più caldo) l'effetto serra è minimo mentre d'inverno è massimo (proprio perché quando è più freddo l'atmosfera tende a trattenere di più il "poco calore" che arriva dal Sole). Ad esempio d'estate quando è massima l'insolazione (l'energia solare che arriva sulla Terra), diminuisce il potenziale serra dell'atmosfera poiché diminuisce il contenuto di vapore acqueo dell'aria ed è minimo il contenuto di CO 2 (grazie al consumo di CO 2 delle piante in estate): l'atmosfera quindi, trattiene minor calore al suo interno. Al contrario d'inverno, quando l'insolazione è minima (cioè è minima l'energia che proviene dal sole), è massimo il potenziale serra dell'atmosfera, poiché è massima sia l'umidità dell'atmosfera sia il contenuto di CO 2 (le piante in inverno ne consumano molto meno): l'atmosfera riesce a trattenere maggiore energia al suo interno. Questa caratteristica è facilmente

5 osservabile di notte in inverno: è noto che, quando osserviamo un cielo invernale pieno di stelle, ci dobbiamo aspettare una notte fredda, con possibili gelate notturne, mentre una serata con cielo nuvoloso è di sicuro meno fredda. Un altro esempio comune di effetto serra è quello che interviene nei cicli giornalieri del clima ossia l'alternanza giorno-notte e le variazioni di temperatura ad essa associata: la ciclicità in questo caso riguarda le temperature che a causa dell'insolazione sono massime intorno alle ore del pomeriggio e minime intorno alle 3-5 di notte; la variabilità è data dalle piogge e dagli spostamenti di masse d'aria (più o meno calde e umide) che possono investire una zona e cambiare il "tempo" di uno o più giornate. L'effetto serra, si mostra attraverso le piogge (ossia la perdita di umidità da parte dell'atmosfera), l'evaporazione o il movimento di masse d'aria umida (ossia l'arricchimento d'umidità dell'atmosfera) e il movimento o la formazione di corpi nuvolosi (cioè il tentativo di isolare una zona e diminuire l'insolazione respingendo i raggi solari). Tutti questi sono fenomeni che possono investire una zona in un momento della giornata o persistere per più giornate. Attraverso le piogge, l'evaporazione e i movimenti d'aria e nuvole, l'effetto serra interviene giornalmente (e in modo diverso da zona a zona) regolando la capacità dell'atmosfera di trattenere energia, in maniera tale da mantenere regolare e costante il rapporto tra l'energia che nel trascorrere dei giorni arriva sulla Terra e l'energia che la Terra perde. In pratica l'effetto serra opera attraverso l'atmosfera (regolando la concentrazione in atmosfera di vapore acqueo, anidride carbonica, metano, ) ed ha come obbiettivo la mitigazione del clima eliminando gli eccessi di riscaldamento o gli eccessi di raffreddamento ai quali è soggetta la Terra a causa dei suoi moti. Quindi l'effetto serra non è un fenomeno fisso e sempre costante ma è un fenomeno che varia per regolare il clima e le sue variazioni sono sia di carattere giornaliero, sia di carattere stagionale e varia anche per cicli climatici molto più lunghi come nel caso dell'alternarsi di periodi glaciali e interglaciali (cicli di migliaia di anni) o addirittura di ere glaciali e interglaciali (cicli di milioni di anni). GAS SERRA Sono chiamati gas serra quei gas presenti in atmosfera, che sono trasparenti alla radiazione solare in entrata sulla Terra ma riescono a trattenere, in maniera consistente, la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre, dall'atmosfera e dalle nuvole. I gas serra possono essere di origine sia naturale che antropica, e assorbono ed emettono a specifiche lunghezze d'onda nello spettro della radiazione infrarossa. Questa loro proprietà causa il fenomeno noto come effetto serra.non tutti i gas che formano l'atmosfera hanno una capacità serra (cioè una capacità a trattenere calore) ed è ancora aperta la discussione sulla maggiore o minore influenza dei vari gas serra (cioè quelli che hanno più o meno capacità a trattenere calore). I vari gas che formano l atmosfera non contribuiscono tutti allo stesso modo per l effetto serra: infatti molecole come quella di azoto (N 2 ) o ossigeno (O 2 ) 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 (CH 4 ), l ozono (O 3 ), il vapore acqueo (H 2 O), l ossido nitroso (N 2 O), i gas fluorurati (idrofluorocarburi HFC, esafluoro di zolfo SF 6,perfluorocarburi PFC,clorofluorocarburi CFC) sono buoni gas serra proprio perché hanno una struttura asimmetrica. Caso particolare è l anidride carbonica (CO 2 ) 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

6 più abbondante in atmosfera rispetto ad altri gas a maggior potenziale serra ed è per questo considerato uno dei maggiori responsabili dell effetto serra. Vediamoli ora in dettaglio quali sono le caratteristiche dei principali gas ad effetto serra : Vapore acqueo (H2O) Il vapore acqueo è il principale gas serra, responsabile dei 2/3 dell effetto serra naturale per la sua abbondanza in atmosfera e per la sua efficacia. Il vapore acqueo atmosferico è parte del ciclo idrologico, un sistema chiuso di circolazione dell'acqua 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. La sua concentrazione è molto variabile nello spazio, ma relativamente stabile nel tempo. Inoltre, non viene direttamente influenzata dalle attività umane, ma dipende esclusivamente dalla temperatura dell aria. Per ogni grado Celsius in più, il contenuto di vapore nell aria aumenta del 7%. 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. Esso rappresenta il 70% dei gas a effetto serra che svolgono una vera e propria attività di riflettere di nuovo i raggi sulla Terra Anidride carbonica (CO2) L anidride carbonica è il principale gas serra derivante dalle attività umane ed è quello che maggiormente contribuisce all effetto serra antropico. La CO 2 è uno dei principali composti del carbonio e costituisce il principale veicolo attraverso il quale il carbonio è scambiato in natura tra le riserve (o serbatoi) presenti nell atmosfera, idrosfera, geosfera e biosfera, attraverso i processi che costituiscono il ciclo del carbonio: nella biosfera il carbonio è presente all interno delle molecole organiche (es. lipidi, glucidi, ecc) con circa miliardi di tonnellate o gigatonnellate negli oceani il carbonio è sciolto in forma di carbonati e bicarbonati con gigatonnellate nella geosfera il carbonio si trova sotto forma di calcare con gigatonnellate e combustibile fossile con nell atmosfera il carbonio è presente come anidride carbonica con 750 gigatonnellate. Questi serbatoi sono legati tra loro da scambi, il cui bilancio naturale, in assenza di attività umane, è pressoché in pareggio. A partire dalla Rivoluzione Industriale, con l intensificarsi

7 delle attività umane, le concentrazioni di anidride carbonica in atmosfera sono aumentate ed oggi la CO 2 è responsabile del 65% dell effetto serra antropico. L anidride carbonica derivante dalle attività umane è legata principalmente alla reazione di combustione dei combustibili fossili, alla deforestazione e al cambiamento dell uso del suolo. La CO 2 può permanere in atmosfera per un periodo che varia tra i 50 e i 250 anni prima di ritornare al suolo. Certi organismi hanno la capacità di assimilare la CO 2 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 CO 2 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 CO 2 atmosferica diminuisce per l aumento totale della fotosintesi. Gli oceani hanno un ruolo fondamentale nel bilancio del carbonio, costituiscono una vera e propria riserva di carbonio sotto forma di ione bicarbonato e contengono quantità enormi di CO 2, fino al 79% di quella naturale: gli oceani possono rilasciare o assorbire CO 2 in quanto è solubile in acqua. L incremento di temperatura dell acqua diminuisce la solubilità del biossido di carbonio, pertanto l aumento della temperatura degli oceani sposta CO 2 dal mare all atmosfera, mentre una diminuzione fa avvenire il contrario. Gli oceani assorbendo, così la CO 2 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. Metano (CH 4 ) Il metano deriva dalla fermentazione anaerobica (cioè dalla decomposizione) della sostanza organica. In natura il metano viene emesso da paludi e mangrovie, mentre le emissioni antropogeniche provengono soprattutto dall utilizzo di combustibili fossili, dalla zootecnica, dall agricoltura (risaie) e dalle discariche. Pur essendo più potente della CO 2, il metano contribuisce al 17% dell effetto serra antropico, per via della minor concentrazione e del

8 più breve tempo di residenza in atmosfera rispetto all anidride carbonica. Il metano (CH 4 ) 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 ( Tg annui; 1 Tg o teragrammo = grammi), le risaie ( Tg), la fermentazione del concime organico ( Tg), la combustione della biomassa ( 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. Alocarburi solventi e in alcuni collanti. Tra questi gas i più conosciuti sono i clorofluorocarburi (CFC), gli idroclorofluorocarburi (HCFC), i perfluorocarburi (PFC) e gli idrofluorocarburi (HFC) La concentrazione di questi gas in atmosfera è molto bassa, ma il loro potenziale di riscaldamento è da a volte superiore della CO 2. Gli alocarburi non derivano da processi naturali; la loro presenza in atmosfera è attribuibile per la maggior parte alle attività umane. Fino alla metà degli anni '70 i CFC erano largamente impiegati come propellenti per le bombolette spray, nei Nel 1987, siglando il Protocollo di Montreal, le nazioni del mondo hanno stretto un accordo per ridurre drasticamente l'uso di questi gas perché considerati lesivi dell'ozono atmosferico. I CFC sono stati in gran parte sostituiti dagli HCFC, meno dannosi per l'ozono ma comunque nocivi per l'effetto serra poiché contribuiscono al riscaldamento globale. Così mentre la concentrazione di CFC diminuisce, quella degli altri gas aumenta. Oltre ad essere molto potenti, questi gas permangono in aria per periodi molto lunghi, fino a 400 anni. Protossido di azoto (N 2 O) Il protossido di azoto costituisce una piccolissima parte dell'atmosfera, ed è mille volte meno presente della CO 2 ma quasi 300 volte più potente nel trattenere il calore. La concentrazione del protossido di azoto è cresciuta moltissimo negli ultimi decenni, passando da 275 ppb del periodo pre-industriale ai 312 ppb del La maggior parte del protossido di azoto in atmosfera deriva da processi microbiologici. Nei terreni e nelle acque, le maggiori fonti di emissione di N2O sono i processi di nitrificazione e denitrificazione, quest'ultimo è il principale responsabile delle emissioni di

9 N 2 O in ambienti sotterranei. Si sono osservati anche fenomeni di assorbimento del protossido di azoto da parte degli oceani, ma ad oggi la conoscenza su come il suolo e i sistemi marini fungano da sink per questo gas è troppo ridotta per considerare la loro importanza su scala globale. Ozono L'ozono è contenuto in minima parte nell'atmosfera ed è concentrato in prevalenza intorno ai 45 km di altezza dove viene formato dalla reazione tra raggi solari UVA e l'ossigeno atmosferico. L'ozono stratosferico funge da filtro verso le radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole, ma nella troposfera si comporta da gas serra sebbene il suo contributo sia minimo. È un componente essenziale dell'atmosfera, ma se negli strati più alti è utile perché capace di filtrare la radiazione ultravioletta del sole verso la terra, negli strati più bassi, nella troposfera, è da considerasi un inquinante (anche se il suo potenziale come gas serra rispetto alla CO 2 non è ancora stato calcolato). L'ozono è naturalmente creato e distrutto dalle radiazioni ultraviolette: quelle più potenti lo creano a partire dall'ossigeno, mentre le più deboli lo distruggono. Parte dell'ozono è anche prodotta nei processi di inquinamento atmosferico. L'ozono è coinvolto nella formazione delle piogge acide e la sua concentrazione può provocare patologie respiratorie. Siti utilizzati per l'elaborato: Qqi4oAg