Effetto serra: differenze tra le versioni
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[[File:Effetto serra descrizione.svg|thumb|upright=1.4|Scambio radiativo ed influenza dell'effetto serra atmosferico.]]
Nelle [[scienza dell'atmosfera|scienze dell'atmosfera]], l{{'}}'''effetto serra'''<ref>Calco dall'inglese ''greenhouse effect''. Cfr. [[Maurizio Dardano]], «Lessico e semantica», in [[Alberto Sobrero]] (a cura di), ''Introduzione all'italiano contemporaneo. Le strutture'', ed. [[Casa editrice Giuseppe Laterza & figli|Laterza]], Roma-Bari, 1993 (11ª edizione: 2011), ISBN 978-88-420-4309-6, p. 348.</ref> è un particolare fenomeno di [[equilibrio termico|regolazione della temperatura]] di un [[pianeta]] (o [[Satellite naturale|satellite]]) provvisto di [[atmosfera]], che consiste nell'accumulo all'interno della stessa atmosfera di una parte dell'[[energia termica]] proveniente dalla [[stella]] attorno alla quale orbita il corpo celeste, per effetto della presenza in [[atmosfera]] di alcuni [[gas]], detti appunto "[[gas serra]]".
Tali gas permettono l'ingresso della [[radiazione solare]] proveniente dalla stella, mentre ostacolano l'uscita della [[radiazione infrarossa]] riemessa dalla superficie del corpo celeste<ref>{{en}} [http://goldbook.iupac.org/G02698.html IUPAC Gold Book, "greenhouse effect"]</ref> (caratterizzata da una lunghezza d'onda di circa 15 [[micron]], maggiore della lunghezza d'onda della radiazione entrante): ciò porta da una parte ad un aumento della temperatura del corpo celeste coinvolto dal fenomeno e dall'altra parte a [[escursione termica|escursioni termiche]] meno intense di quelle che si avrebbero in assenza dell'effetto serra,<ref name=":0">{{Cita web|url=http://www.treccani.it/enciclopedia/effetto-serra/|titolo=effètto sèrra nell'Enciclopedia Treccani|accesso=2017-07-17}}</ref> in quanto il calore assorbito viene ceduto più lentamente verso l'esterno.
Il termine deriva dall'errata analogia con quanto avviene nelle [[serra|serre]] per la [[agricoltura|coltivazione]]: in questo caso l'aumento di temperatura è dovuto all'assenza di [[convezione]] (una modalità di [[trasferimento del calore]]) e non all'intrappolamento dell'energia radiante.<ref name=":0" /> L'effetto serra, inteso come fenomeno naturale, è essenziale per la presenza e lo sviluppo della vita sulla [[Terra]]<ref name=":0" />; al contrario, l'aumento dell'effetto serra, che invece è causato dall'intervento dell'uomo sulla natura, alterando il normale equilibrio termico del pianeta, ha portato nel corso degli anni a mutamenti importanti dal punto di vista climatico e ambientale, per effetto del conseguente [[riscaldamento globale]].
== Storia ==
[[File:John Tyndall (scientist).jpg|thumb|upright=0.8
|[[John Tyndall]]]]
Le date ed i personaggi rilevanti per la scoperta dell'effetto serra sono:
* [[1827]] – [[Jean Baptiste Joseph Fourier|Fourier]] lancia l'idea che l'atmosfera agisca come i vetri in una casa riscaldata (selettività dell'atmosfera).<ref>{{Cita libro|nome=James Rodger|cognome=Fleming|titolo=Historical Perspectives on Climate Change|url=https://books.google.it/books?id=09RtcSCGv7gC&pg=PA57&lpg=PA57&dq=1827+Fourier&source=bl&ots=SAhwIWueIj&sig=gQVsBE-L71Rubh05Gb7Njc2_XIs&hl=it&sa=X&ved=0ahUKEwje7rGEgpHVAhWCXhQKHWUxDKYQ6AEIYDH#v=onepage&q=1827%20Fourier&f=false|accesso=2017-07-17|data=2005-05-19|editore=OUP USA|lingua=en|ISBN=9780195189735}}</ref>
* 1856 - [[Eunice Newton Foote|Newton Foote]] scopre il ruolo della CO<sub>2</sub> nell'aumento di temperatura di una miscela di gas e spiega che la temperature della Terra sarebbe più alta se contenesse una quantità maggiore di CO<sub>2</sub> <ref>{{Cita libro|titolo=The American Journal of Science and Arts|url=https://books.google.nl/books?id=6xhFAQAAMAAJ&pg=PA382&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false|accesso=2025-03-12|data=1856|editore=S. Converse|lingua=en}}</ref>
* [[1865]] – [[John Tyndall|Tyndall]] attribuisce la selettività dell'atmosfera al vapor d'acqua.<ref>{{Cita libro|nome=James Rodger|cognome=Fleming|titolo=Historical Perspectives on Climate Change|url=https://books.google.it/books?id=9Ot-wb5IfVkC&pg=PT168&dq=1865+Tyndall&hl=it&sa=X&ved=0ahUKEwi46_2ugpHVAhVFsBQKHWTzAmkQ6AEIJzAA#v=onepage&q&f=false|accesso=2017-07-17|data=2005-07-14|editore=Oxford University Press|lingua=en|ISBN=9780199885091}}</ref>
* [[1884]] – [[Samuel Pierpont Langley|Langley]] e collaboratori calcolano che senza atmosfera la temperatura della Terra sarebbe di -200 °C.
* [[1895]] – [[Luigi De Marchi (geofisico)|De Marchi]] calcola gli effetti del vapor d'acqua sulla temperatura della Terra in relazione alle glaciazioni.
* [[1896]] – [[Svante Arrhenius|Arrhenius]], basandosi sulle prime osservazioni a raggi infrarossi della Luna effettuate da Langley, fu il primo a calcolare un aumento di circa 3 °C della temperatura terrestre, come conseguenza di un raddoppio di CO<sub>2</sub> sulla Terra.
* [[1900]] – Langley e Abat, rettificando i conti precedenti calcolano per la [[Luna]] (che è senza atmosfera) una temperatura di 45 K.
* [[1990]] – Inizia il dibattito scientifico sugli effetti di CO<sub>2</sub> sulla temperatura terrestre.
La scoperta dell'effetto serra è dovuta al fisico-matematico francese [[Jean Baptiste Joseph Fourier|Joseph Fourier]] nell'Ottocento per [[induzione]] in seguito ai suoi studi teorici sulla trasmissione del [[calore]] nei corpi. Nel 1824 fu lui a capire che l'atmosfera produce un effetto serra sul nostro pianeta: l'energia irradiata dalla Terra verso lo spazio è minore di quella ricevuta dalla radiazione solare (che ha una lunghezza d'onda minore). Un ipotetico [[corpo nero]] alla stessa distanza dal sole avrebbe una temperatura di circa 5,3 °C. Dato che la Terra riflette il 30% circa della radiazione ricevuta dal Sole, la [[Temperatura effettiva (astrofisica)|temperatura effettiva]] del pianeta sarebbe di circa -18 °C,<ref>{{cita web |url=http://eesc.columbia.edu/courses/ees/climate/lectures/radiation/ |titolo=Solar Radiation and the Earth's Energy Balance |autore=Yochanan Kushnir |editore=Columbia University |anno=2000 |accesso=24 agosto 2021 |urlarchivio=https://archive.is/20120717025320/http://eesc.columbia.edu/courses/ees/climate/lectures/radiation/ |dataarchivio=17 luglio 2012 }}</ref> cioè circa 33 gradi centigradi in meno di quella attuale. Secondo la teoria dell'effetto serra è il vapore acqueo il principale gas a provocare l'effetto serra terrestre mentre si riteneva che gli altri gas presenti nell'atmosfera, apportassero un contributo trascurabile.
Nuove ricerche furono condotte nella metà dell'Ottocento dalla scienziata [[Eunice Newton Foote|Eurice Newton Foote]], la quale grazie a un esperimento fatto in casa sua dimostrò che un'atmosfera contenente alte quantità di anidride carbonica trattiene maggiormente il calore rispetto a una con minori concentrazioni di questo gas. Nella sua ricerca esposta nel 1856 Newton Foote scrisse: ''“Un’atmosfera carica di gas acido carbonico darebbe alla nostra Terra una temperatura elevata; e se, come alcuni suppongono, in un periodo della sua storia l'aria fosse stata mescolata con esso in una proporzione maggiore di quella attuale, ne sarebbe derivata una temperatura necessariamente più alta".''<ref>{{Cita web|lingua=it|autore=Kevin Carboni|url=https://www.wired.it/article/eunice-newton-foote-effetto-serra-riscaldamento-globale-crisi-climatica/#:~:text=17.07.2023-,Chi%20%C3%A8%20Eunice%20Newton%20Foote,%20la%20prima%20scienziata%20a%20teorizzare,e%20prevedere%20la%20crisi%20climatica&text=Eunice%20Newton%20Foote%20fu%20la,avrebbe%20potuto%20surriscaldare%20il%20pianeta.|titolo=Chi è Eunice Newton Foote, la prima scienziata a teorizzare l'effetto serra e prevedere la crisi climatica|sito=Wired Italia|data=2023-07-17|accesso=2025-03-30}}</ref>
[[File:Luigi De Marchi.jpg|thumb|upright=0.8|[[Luigi De Marchi (geofisico)|Luigi De Marchi]]]]
Nei primi anni del [[Novecento]], il [[chimico]] svedese Svante Arrhenius comprese che l'[[industrializzazione]], poiché produceva un aumento delle quantità di CO<sub>2</sub> nell'atmosfera, avrebbe potuto intensificare il fenomeno dell'effetto serra naturale. Successivamente [[Svante Arrhenius|Arrhenius]] si spinse oltre, affrontando per la prima volta il problema noto in [[climatologia]] come ''problema del raddoppio'' di CO<sub>2</sub> in atmosfera: Arrhenius calcolò manualmente che se la concentrazione di CO<sub>2</sub> fosse raddoppiata, come conseguenza la temperatura sarebbe salita di 4,1 °C sulla Terra e 3,3 °C negli oceani.
Il quinto rapporto del [[Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico]] (IPCC, un comitato scientifico internazionale insediato dall'[[ONU]] negli [[anni 1990|anni novanta]]) enuncia come la maggior parte dell'aumento osservato nella temperatura media globale dalla metà del XX secolo è molto probabilmente dovuto all'aumento osservato della concentrazione di gas-serra antropogenici.<ref>{{Cita|Climate Change 2013: The Physical Science Basis}}.</ref>
Nel [[2017]] secondo un rapporto della Cdp (Carbon Disclosure Project) il 71% delle emissioni globali di CO<sub>2</sub> sarebbe imputabile a 100 aziende. Le più rilevanti tra queste sono: l’industria carboniera cinese che risulta responsabile del 14% delle emissioni, la Saudi Aramco Oil Company (4,5%), la russa Gazprom, (3,9%), National Iranian Oil Company (2,3%), ExoonMobil Corp (2%), Coal India (1,9%), Petroleos Mexicanos (1,9%), Russia Coal (1,9%), Royal Dutch Shell Plc (1,7%), China National Petrolum Corp (1,26%).<ref>{{Cita news|url=https://www.wired.it/scienza/energia/2017/07/11/gas-serra-aziende-responsabili/|titolo=Gas serra, 100 aziende sono responsabili del 71% delle emissioni gobali - Wired|pubblicazione=Wired|data=2017-07-11|accesso=2017-07-16}}</ref><ref>{{Cita news|url=https://it.businessinsider.com/100-aziende-responsabili-del-71-di-emissioni-inquinanti-nel-mondo-ecco-le-prime-10/|titolo=100 aziende responsabili del 71% di emissioni inquinanti nel mondo: ecco le prime 10|pubblicazione=Business Insider Italia|data=2017-07-14|accesso=2017-07-16|dataarchivio=7 novembre 2017|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20171107034311/https://it.businessinsider.com/100-aziende-responsabili-del-71-di-emissioni-inquinanti-nel-mondo-ecco-le-prime-10/|urlmorto=sì}}</ref>
== Descrizione ==
{{
[[File:MYDAL2 M SKY WV.ogv|thumb|upright=1.1|Distribuzione del vapore acqueo nel globo in funzione del tempo (stagione) e della latitudine]]
L'effetto serra agisce direttamente sul [[trasferimento radiativo]] nell'atmosfera terrestre: i raggi solari a corta [[lunghezza d'onda]] penetrano facilmente nell'atmosfera raggiungendo in buona parte la superficie del pianeta Terra, dove vengono in parte riflessi ed in parte assorbiti dalla superficie e convertiti in [[calore]]. Il calore viene dissipato verso lo spazio sotto forma di [[irraggiamento]] [[infrarosso]]. Secondo le leggi fondamentali dell'irradiazione elettromagnetica (legge del [[corpo nero]] di [[Max Planck|Planck]], [[legge di Stefan-Boltzmann]] e [[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.<ref name=":0" />
L'[[inquinamento atmosferico]] dovuto alla continua e crescente combustione di fonti fossili a scopo energetico, alla deforestazione tropicale, all'agricoltura industrializzata e all'estensione della pratica dell'[[allevamento]] di bestiame, determina un aumento dei [[gas serra]] in [[atmosfera]] in particolare dell'[[anidride carbonica]] (CO<sub>2</sub>), del [[metano]] (CH<sub>4</sub>), del protossido di azoto o [[ossido di diazoto]] (N<sub>2</sub>O) e dell'[[ozono]] (O<sub>3</sub>) innalzando così l'effetto serra naturale di una componente antropica e 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.<ref>{{Cita web|url=http://it.euronews.com/2017/03/16/a-caccia-dell-inquinamento-dallo-spazio-e-da-terra|titolo=A caccia dell'inquinamento dallo spazio e da terra|autore=Claudio Rosmino|sito=euronews|data=2017-03-16|accesso=2017-07-17}}</ref><ref>{{Cita web|url=http://www.bankpedia.org/index.php/it/103-italian/g/20324-gas-ad-effetto-serra-ghg-enciclopedia|titolo=Gas ad effetto serra (GHG) (enciclopedia)|autore=Super User|accesso=2017-07-17}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|autore=Lucia Ottaiano|titolo=http://www.fedoa.unina.it/8677/1/Ottaiano_Lucia_24.pdf|rivista=|volume=|numero=}}</ref>
Nel [[sistema solare]], oltre che sulla Terra, l'effetto serra regola le condizioni termiche sui pianeti [[Marte (astronomia)|Marte]], [[Venere (astronomia)|Venere]] e sul satellite [[Titano (astronomia)|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.<ref>{{Cita web|url=http://www.lastampa.it/2013/07/03/scienza/tuttoscienze/comera-la-terra-dei-primordi-una-risposta-su-titano-oAVGD5UnUsUwt8DOu8jXfP/pagina.html|titolo=Com’era la Terra dei primordi? “Una risposta è su Titano”|sito=LaStampa.it|accesso=2017-07-17}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://www.pressreader.com/italy/focus-extra/20170311/281547995676055|titolo=PressReader.com - Connecting People Through News|accesso=2017-07-17}}</ref>
=== Dinamica del fenomeno sulla Terra ===
[[File:Carbon_dioxide_infrared_absorption.png|thumb|Assorbimento della radiazione termica da parte della CO<sub>2</sub>]]
L'effetto serra è la capacità dell'atmosfera di trattenere più o meno calore: non è un fenomeno unico, ma raggruppa tutti quei fenomeni (locali o globali, di breve o lunga durata) che fanno variare il contenuto atmosferico di [[vapore acqueo]], [[anidride carbonica|CO<sub>2</sub>]] e [[metano]].
Infatti, un'atmosfera più umida, cioè con maggior contenuto di vapore acqueo, trattiene più calore di un'atmosfera meno umida; un'atmosfera che contiene più CO<sub>2</sub> o metano, trattiene più calore di un'atmosfera con minor contenuto di questi [[gas]].<ref>{{Cita web|url=https://www.treccani.it/enciclopedia/effetto-serra_%28Enciclopedia-della-Scienza-e-della-Tecnica%29/|titolo=effetto serra|sito=treccani.it|data=18 marzo 2023}}</ref>
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 medio-lungo 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<sub>2</sub>, metano,...) altri sono esterni (evaporazione dei mari, scambio di CO<sub>2</sub> tra [[mare]] e atmosfera, respirazione del [[biosfera|mondo vegetale]] e animale, azione [[batteri]]ca nei terreni, emissioni [[vulcano|vulcaniche]],...). In una situazione di [[equilibrio termico]] ideale (tanta energia assorbita quanta riemessa) tutti questi fattori compartecipano, apportando localmente contributi tali da annullarsi a vicenda, facendo rimanere il sistema in equilibrio termico sul lungo periodo in media globale.
[[File:Chlorofluorocarbons_(space-filling_representation).jpg|thumb|[[Clorofluorocarburi]] (CFC)]]
Quando si parla di aumento o diminuzione dell'effetto serra si parla della tendenza di tutti questi fattori a trovare un nuovo equilibrio globale verso una situazione di più alta o più bassa temperatura. Va sottolineato che i fattori che formano il clima (venti, piogge, evaporazione, correnti oceaniche,...) sono sempre generati da situazioni di non equilibrio termico locale: ad esempio i venti, le piogge, lo spostamento di nuvole e masse d'aria, ecc. nascono tutti dagli squilibri termici generati dalla diversa insolazione che subiscono le varie parti del globo terrestre (si formano così i campi di alta e bassa pressione, i movimenti delle correnti oceaniche,...). L'effetto serra è dunque elemento riequilibratore del clima, agisce a carattere locale, viene alterato continuamente su aree più o meno estese ma dona un equilibrio termico a carattere globale. Proprio l'equilibrio termico globale fa sì che si possano riequilibrare le alterazioni a carattere locale e proprio grazie alla compensazione delle alterazioni locali (alcune positive altre negative) si può mantenere un determinato equilibrio termico globale.
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<sub>2</sub>,...) 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<sub>2</sub>,...).
=== Fattori di 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, [[vento|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<sub>2</sub> o metano, correnti oceaniche,...), alcuni provocano variazione di breve durata (ore, giorni, settimane) altri di lunga durata (anni, decenni, secoli,...):
# L'aumento di [[evaporazione]] provoca un effetto di riscaldamento: l'atmosfera diventa più [[umidità|umida]] (sale il contenuto di vapore acqueo) e l'atmosfera che diventa più umida trattiene più calore;
# L'aumento delle [[pioggia|piogge]] provoca un effetto di raffreddamento: l'atmosfera diventa meno umida (perde vapore acqueo) e trattiene meno calore.
# L'aumento di [[nuvolosità]] svolge un duplice effetto: principalmente ha 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).
[[File:Nitrous_oxide-3D-vdW.png|thumb|upright=1.1|[[Protossido di azoto]]]]
# I campi di [[alta pressione|alta]] e [[bassa pressione]] regolano lo spostamento “rapido” di aria più calda o più fredda, più o meno umida, intervenendo direttamente e rapidamente sulla capacità dell'atmosfera di trattenere più o meno calore.
# Spostamenti di [[massa d'aria|masse d'aria]], [[ciclone|cicloni]],... sono fortemente connessi a quanto già detto per le piogge, le nuvole, e i campi di alta o bassa pressione.
# Le [[corrente oceanica|correnti oceaniche]] sembrano svolgere un ruolo importantissimo e fondamentale per riequilibrare il clima, simile a quello degli spostamenti di masse d'aria in atmosfera.
# Aumento del livello del mare di circa 20 cm annui tramite il fenomeno delle piogge e dello scioglimento dei [[ghiacciaio|ghiacciai]];
# Le variazioni globali nel contenuto atmosferico di vapore acqueo, CO<sub>2</sub> 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:
# Il consumo di CO<sub>2</sub> da parte delle [[piante]] (maggiore CO<sub>2</sub> c'è in atmosfera maggiore sarà il consumo da parte delle piante)
# Il passaggio di vapore acqueo o CO<sub>2</sub> dai mari all'atmosfera (più è caldo più vapore e CO<sub>2</sub> passano in atmosfera ma più vapore c'è in atmosfera e più nuvolosità e piogge si avranno)
# Il passaggio di metano dalla terra all'atmosfera causato dai batteri (più è caldo maggior metano viene immesso in atmosfera).
== Effetto serra e cambiamenti climatici ==
[[File:Growth rates of greenhouse gases figure1m.jpg|thumb|upright=1.1|Variazioni nel tempo dei gas serra antropogenici nell'atmosfera.]]
Il sistema climatico è caratterizzato da due principali fattori:
* La ''ciclicità''<ref>{{Cita web|url=https://www.cliccascienze.it/scienze-della-terra/effetto-serra/?utm_content=cmp-true|titolo=Effetto serra|autore=Marco Salvadori|sito=Cliccascienze|editore=Ezoic|data=7 Maggio 2018|accesso=18 Marzo 2023}}</ref> (cicli giornalieri, stagionali, annuali, decennali, millenari,...) legata principalmente ai movimenti della [[Terra]] (rotazione, rivoluzione, effetto dell'inclinazione dell'asse, ecc.) o ad altre cause cicliche (fasi solari, macchie solari,...);
* La ''[[variabilità climatica|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 [[retroazione|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).
[[File:AIRS_Carbon_Dioxide.png|thumb|upright=1.1|Distribuzione di Co2 nei due emisferi]]
Ad esempio d'estate quando è massima l'[[insolazione]] (l'energia solare che arriva sulla Terra), diminuisce il potenziale serra dell'atmosfera poiché diminuisce l'umidità dell'aria (ossia il contenuto di vapore acqueo) ed è minimo il contenuto di [[anidride carbonica|CO<sub>2</sub>]] (grazie al consumo di CO<sub>2</sub> 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<sub>2</sub> (le piante in inverno ne consumano molto meno): l'[[atmosfera]] riesce a trattenere maggiore energia al suo interno. Questa caratteristica è facilmente 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 12-15 del pomeriggio e minime intorno alle 3-5 di notte; la variabilità è data dalle [[pioggia|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, ecc.) 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.
[[File:A Year In The Life Of Earth's CO2 11719-1920-MASTER.webm|thumb|upright=1.1|Dinamica annuale di CO<sub>2</sub> sulla Terra in un anno sotto gli effetti della [[circolazione atmosferica]] ([[NASA]] 2007)]]
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).<ref>{{Cita web|url=http://www.treccani.it/enciclopedia/glaciazione/|titolo=glaciazione nell'Enciclopedia Treccani|accesso=2017-07-17}}</ref> 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), tra i quali i più importanti sono:
* il [[vapore acqueo]] (rappresenta circa il 70% dell'effetto serra) che ha la caratteristica di poter essere trovato rapidamente (evaporazione di mari, fiumi e laghi) e altrettanto rapidamente può essere scartato dall'atmosfera (piogge) ed è quindi importante per i cicli giornalieri e stagionali. In generale l'aumento di umidità dell'aria fa aumentare l'effetto serra (ossia l'atmosfera più umida trattiene più calore) mentre la formazione di nuvole interviene per diminuire l'effetto serra contrastando l'insolazione diretta e facendo perdere umidità all'atmosfera attraverso le piogge;<ref name=":1">{{Cita web|url=http://www.recensito.net/archivio/41-scienza-co/7416-riduzione-dell-effetto-serra-con-i-ruminanti-ecologici.html|titolo=Riduzione dell’effetto serra con i ruminanti ecologici|accesso=2017-07-17}}</ref>
* l'[[anidride carbonica]] e [[metano]] (rappresentano insieme il 25% dell'effetto serra) che al contrario rimangono molto più a lungo in atmosfera e sono quindi importanti per regolare i cicli stagionali e decennali. Questi gas riescono a trattenere calore sulla Terra riflettendo determinate lunghezze d'onda e come accade per il vapore acqueo, sono continuamente scambiati tra atmosfera, terra e mari (attraverso l'evaporazione, piogge, respirazione delle piante, eruzioni vulcaniche) dando luogo a variazioni sia giornaliere che stagionali nel contenuto in atmosfera sia di CO<sub>2</sub> che di metano.<ref name=":1" />
* altri tra cui: [[protossido d'azoto]] (N<sub>2</sub>O), [[clorofluorocarburi]] (CFC), [[esafluoruro di zolfo]] (SF<sub>6</sub>),... che insieme rappresentano il restante 5% dell'effetto serra.<ref name=":1" />
=== Surriscaldamento globale ===
{{vedi anche|Riscaldamento globale}}
La composizione dell'atmosfera è cambiata molto nel corso della storia della Terra a causa di fattori geologici (emissioni vulcaniche, emissioni gas terrestri, assorbimento o emissioni degli oceani, ecc.) e biologici (attività batteriche, respirazione di piante e animali, attività degli organismi viventi, ecc.): con essa è cambiata anche la capacità dell'atmosfera di trattenere più o meno calore e l'effetto serra del pianeta ha subito una continua e lenta evoluzione.
Anche l'uomo, come tutto il mondo biologico, con le sue attività (respirazione, coltivazione, allevamento, consumo di energia, bonifica delle paludi, salvaguardia degli [[ecosistema|ecosistemi]], risanamento dei suoli, cementificazione, ecc.) influenza in molti modi l'ambiente in cui vive.
[[File:2006 temp anom.png|thumb|upright=1.1|Visualizzazione grafica del riscaldamento globale e della sua distribuzione geografica dai dati rilevati (dati [[NASA]] 2006)]]
Secondo la teoria del surriscaldamento globale, l'attuale riscaldamento del clima terrestre ha sia una parte naturale dovuta alle normali variazioni climatiche, sia una parte artificiale dovuta all'azione umana: si ritiene che l'uomo incida sull'atmosfera apportando un aumento eccessivo di CO<sub>2</sub> e metano (soltanto la metà di CO<sub>2</sub> prodotta viene assorbita dai mari) e proprio questo aumento di gas è ritenuto responsabile della parte artificiale nell'aumento della temperatura terrestre.<br />
Infatti una grande impennata nella concentrazione atmosferica di gas come CO<sub>2</sub> e metano si è registrata con l'utilizzo di [[combustibili fossili]], che ha intaccato le riserve geologiche di carbonio alterandone il [[Ciclo del carbonio|ciclo]], e con la maggior produzione di metano dovuta ad un'esplosione dell'[[allevamento]] di bestiame (suini e bovini) e delle colture a sommersione (per esempio il [[Riso (alimento)|riso]]).<br />
Anche prodotti di sintesi, quali i [[clorofluorocarburi]] (CFC) ed i perfluorocarburi, contribuiscono - oltre al noto problema del [[buco dell'ozono]] - all'intensificazione dell'effetto serra.<ref>[http://unfccc.int/resource/docs/convkp/kpeng.html Annex A del Protocollo di Kyoto]</ref>
Una possibile importante fonte di rilascio del gas serra metano nell'atmosfera è il fondale oceanico quando è sottoposto al riscaldamento globale stesso.
Un rapporto<ref name="repubblica.it">[http://www.repubblica.it/ambiente/2012/05/26/news/riscaldamento_globale_al_punto_di_non_ritorno-35973315/ Surriscaldamento globale, siamo al punto di non ritorno]</ref> stima che entro il 2052 la [[temperatura]] media del pianeta salirà di due gradi, mentre entro il 2080 il surriscaldamento raggiungerà i 2.8 [[Grado Celsius|gradi Celsius]], con conseguenze potenzialmente drammatiche per l'ambiente e per lo stesso genere umano. Nel 2012 viene calcolato che la quantità di [[gas serra]] emessa in un anno è doppia rispetto a quella che può essere assorbita da foreste e oceani.<ref name="repubblica.it"/>
I Paesi che emettono la maggior parte dei gas serra sono i Paesi più industrializzati, Stati Uniti in testa, ma da alcuni anni il ruolo dei Paesi in via di sviluppo in quest'ambito sta crescendo in maniera esponenziale in relazione alla crescita della produzione interna, dell'approvvigionamento energetico e dell'accesso alle tecnologie.<ref>{{Cita web|url=http://www.ansa.it/web/notizie/canali/energiaeambiente/collection/clima/2011/12/01/visualizza_new.html_11181801.html|titolo=energia e ambiente}}</ref><ref>{{Cita web|url=http://www.ansa.it/web/notizie/canali/energiaeambiente/collection/clima/2011/12/01/visualizza_new.html_11181801.html|titolo=Clima: Durban, CO2 Pianeta a 33 mld tonnellate, 25% da Cina - Clima - Ambiente&Energia - ANSA.it|accesso=2017-07-17}}</ref>
Analizzando i dati globali sulle emissioni di CO2, risulta evidente che alcuni Paesi hanno un impatto maggiore rispetto ad altri<ref>{{Cita web|url=https://www.marcodemitri.it/cambiamento-climatico-soluzioni-mobilita-e-trasporti/|titolo=Cambiamento climatico: impegni globali e tecnologie per decarbonizzare mobilità e trasporti. – Marco De Mitri|data=2023-12-06|lingua=it|accesso=2024-01-22}}</ref>. Attualmente, i Paesi che emettono la maggiore quantità di CO2 sono la Cina, gli Stati Uniti e l'India, in quest'ordine. Se si considera invece la quantità complessiva di CO2 emessa in atmosfera nel corso della storia, il quadro cambia. Gli Stati Uniti sono in testa alla lista, seguiti dalla Cina e dalla Russia. Infine, se si esamina l'impatto delle emissioni di CO2 in rapporto alla popolazione, ossia si valuta la quantità di CO2 prodotta per abitante, le nazioni che risaltano sono il Qatar, il Bahrein e il Kuwait.
Un primo tentativo di limitare l'alterazione climatica indotta dall'uomo è il Trattato delle Nazioni Unite sul clima ([[Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici|UNFCCC]]), stipulato nel 1992 a Rio. Esso vede nel ''[[Protocollo di Kyōto]]'' il primo strumento di attuazione di una politica ambientale più responsabile.<ref>{{Cita web|url=http://www.treccani.it/enciclopedia/protocollo-di-kyoto_(Enciclopedia-Italiana)/|titolo=Protocollo di Kyoto in "Enciclopedia Italiana"|accesso=2017-07-17}}</ref> Alcuni Paesi come gli Stati Uniti, pur avendo sottoscritto il Trattato hanno deciso di non aderire al Protocollo, inizialmente citando studi in cui si metteva in dubbio la responsabilità delle attività antropiche, poi, nel [[2005]], sostenendo che l'economia americana non sarebbe pronta ad effettuare la transizione verso un minore impatto ambientale. La sede dell'UNFCCC si trova a [[Bonn]]. L'ultimo atto della lotta alle emissioni di CO<sub>2</sub> si è avuto al G20 dell'Aquila in cui si è deciso che i paesi industrializzati dovranno assumere la guida del processo per contribuire in maniera determinante alla riduzione delle emissioni di CO<sub>2</sub> secondo una condivisione equilibrata delle responsabilità.
== Note ==
<references/>
== Bibliografia ==
* {{cita libro | cognome= Stocker | nome= T.F. | coautori= D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex e P.M. Midgley | titolo= IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change | editore= Cambridge University Press | città= Cambridge (Regno Unito) e New York (NY, USA) | ed= | anno= 2013 | lingua= inglese | id= ISBN 978-1-107-66182-0 | cid= Climate Change 2013: The Physical Science Basis | url= https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/}}
== Voci correlate ==
* [[Gas serra]]
* [[Mutamenti climatici]]
* [[Riscaldamento globale]]
* [[Bilancio energetico Sole - Terra]]
* [[Protocollo di Kyōto]]
*[[Mercato delle emissioni]]
* [[Contrazione e convergenza]]
* [[Conferenza mondiale dei popoli sui cambiamenti climatici e i diritti della madre Terra]]
* [[Ritiro dei ghiacciai dal 1850]]
* [[Disboscamento]]
* [[Effetto serra incontrollato]]
== Altri progetti ==
{{interprogetto|preposizione=sull'}}
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{cita web|http://www.nonsoloaria.com/effser.htm|Effetto Serra, fenomeno e riscaldamento globale}}
* {{cita web | 1 = http://www.fondazionemichelagnoli.it/poster_fonda/effetto_serra.pdf | 2 = Fondazione Michelagnoli - Poster effetto serra (pdf 3,12 MB) | accesso = 16 marzo 2006 | dataarchivio = 7 maggio 2006 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20060507061029/http://www.fondazionemichelagnoli.it/poster_fonda/effetto_serra.pdf | urlmorto = sì }}
* [https://web.archive.org/web/20081202030750/http://www.oew.org/it/archiv_news.php?id=288&arch_id=2&annorum=2006 Energia e ambiente] Fonte: [[Organizzazione per un mondo solidale|OEW]]
* {{cita web|http://www.the-threat.de/geo/climate_change/2.treibhauseffekt.php|Der Treibhauseffekt - Arbeit im Rahmen des Abiturs 2005 über den globalen Klimawandel|lingua=de}}
* {{cita web|http://ec.europa.eu/environment/climat/campaign/pdf/gases_it.pdf|I gas ad effetto serra}}
* [https://web.archive.org/web/20090129205356/http://greeninfo.ricercadisistema.it/ Stazione di misura al Plateau Rosà]
* {{cita web|http://www.enviroware.com/edgar_v4.2/data/v4.2_CO2_excl_scc_1970_2008.html|Emissioni di CO2 negli ultimi 40 anni per nazione e attività}}
{{Controllo di autorità}}
{{Portale|ecologia e ambiente}}
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[[Categoria:Mutamenti climatici]]
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