Fortunato Nardelli
Questo nota è tratta da un lavoro molto più esteso e dettagliato dell’Ing. Thoma Shula. Per chi è interessato può essere scaricato a questo indirizzo:
https://tomn.substack.com/p/tom-shula-and-markus-ott-the-missing
Il racconto che i gas serra, come la CO2, formano una coperta che riscalda il pianeta è una favola per bambini.
Se avete il coraggio di abbandonare le Fate e vi affidate alla Fisica, scoprirete come vi stanno ingannando.
Volete provare?
Dunque si racconta che la radiazione infrarossa (fotoni) emessa dalla superficie terrestre viene intercettata dai gas serra (es. la CO2) che si eccita. Dopo un po’ la CO2 riemette i fotoni in direzione casuale. Una parte di questi fotoni (colore blu) va verso l’alto e si disperde nello spazio, mentre un’altra parte, (colore rosso) ritorna verso terra (feedback positivo) e provoca un ulteriore riscaldamento della Terra.
Lo chiamano “Effetto Serra”.
Ci sono altri dettagli, ma non cambiano l’essenza del fenomeno.Questa è fisica, indubbiamente. Quindi, più CO2 emettiamo, maggiore è il feedback e maggiore sarà il riscaldamento globale.
Chi può obiettare?
Eh già! Solo che questa non è tutta la storia. Cerchiamo di capire di più.
Nell’atmosfera non ci sono solo molecole di CO2 (o altri gas serra), ma ci sono altre molecole inerti alle radiazioni infrarosse. In particolare Ossigeno (O) e Azoto (N) che in tutto rappresentano oltre il 99% di molecole in aria.
Interferiscono in qualche modo con l’effetto serra?
Eccome! Ecco che ora entra in ballo la Fisica in modo completo. Fate attenzione.
Quando la CO2 eccitata riemette fotone, impiega un po’ di tempo. Mediamente impiega circa 0,5 secondi.
Nello stesso tempo, a pressione atmosferica e alla T di 22°C (295°K) avvengono circa 3 miliardi di collisioni tra tutte le molecole dell’aria.
Ora, quando ad esempio una molecola CO2 eccitata urta una molecola di N, cede energia cinetica all’Azoto e ritorna nel suo stato fondamentale (non eccitato).
Questo processo si chiama Termalizzazione.
La CO2 invece di riemettere un fotone, ha l’effetto di aumentare l’energia cinetica delle molecole inerti (N e O), cioè cede calore all’aria.
L'immagine sotto riassume lo schema
Ma quante volte avviene questa termalizzazione? Si può calcolare che, alla pressione atmosferica, è 50.000 volte più probabile di una emissione di radiazione infrarossa.
La situazione è allora tale per cui alle basse quote, l’aria si riscalda per convezione, non per irraggiamento.
Oltre alla termalizzazione, esiste anche il fenomeno opposto. Cioè un urto di una molecola di Azoto può eccitare una di CO2 che poi emette un fotone.
Sotto lo schema.
Alle alte quote la pressione e la densità dell’aria diminuiscono. Diminuiscono anche le probabilità che gli urti avvengano prima delle emissione.
In quelle condizioni la radiazione prende il sopravvento e aumentano i casi di emissioni termicamente eccitate.
In conclusione il calore trasportato in alto per via convettiva, alle alte quote viene smaltito nello spazio attraverso l’emissione radiativa.
La famosa radiazione verso il basso, è sostanzialmente impedita perché quando qualche radiazione arriva nella bassa troposfera, viene immediatamente termalizzata e reimmessa nel flusso convettivo.
Ecco lo schema del trasporto di calore attraverso l’atmosfera:
Per riassumere:
-Nei primi metri sopra la superficie, la radiazione a onde lunghe (ULR) ascendente che non attraversa la finestra atmosferica viene assorbita dai gas serra che vengono termalizzati quasi immediatamente.
- La radiazione dalla superficie scompare, convertita in calore sensibile (energia cinetica) che spinge ulteriormente la convezione.
- Non esiste alcun campo di radiazione significativo che possa guidare il trasporto di energia tramite trasferimento radiativo.
- Alcune molecole di gas serra termalizzate saranno sollevate a stati eccitati attraverso la collisione, ma queste saranno termalizzate in modo schiacciante prima di poter emettere un fotone. I gas serra hanno agito come un canale per convertire l'energia radiativa in calore sensibile.
-Il calore non viene “intrappolato”, viene semplicemente rallentato dal “limite di velocità” atmosferico della convezione.
-L’atmosfera, così, non irradia verso il basso ma, paradossalmente, la funzione essenziale dei gas serra è quella di favorire il raffreddamento emettendo radiazioni alle alte quote.
Questo è quello che possiamo dire utilizzando la fisica nota e non facendo riferimento a modelli complessi e astrusi che hanno dimostrato di essere poco affidabili nel fare previsioni attendibili.
Credete ancora alle fiabe e alla coperta di CO2 ?
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