Qual è l'essenza dell'effetto serra e qual è il suo pericolo? È possibile fermare il cambiamento climatico globale e come farlo?
Tra i molti problemi che affliggono l'umanità moderna, il cambiamento climatico è indubbiamente uno dei più significativi e gravi. Il riscaldamento globale, un rapido declino della biodiversità, l'effetto serra, lo scioglimento dei ghiacciai, che portano ad un innalzamento del livello degli oceani - tutto ciò può portare a conseguenze disastrose e rendere la vita delle persone sul pianeta semplicemente insopportabile.
Gli scienziati avvertono che il problema del clima non può più essere accantonato: entro il 2030 il danno all'ecosistema del pianeta sarà irreparabile. Cioè, tu ed io abbiamo solo 12 anni rimasti. Se nel prossimo futuro la gente non troverà una soluzione a questo problema, le conseguenze del riscaldamento dell'atmosfera si faranno sentire per secoli e persino millenni. E questa non è una questione di ecologia, ma la sopravvivenza dell'umanità. Perché sta diventando più caldo sul nostro pianeta? Incolpare l'effetto dell'effetto serra, che è sorto a seguito di attività umane.
Qualche teoria o perché il pianeta si scalda?
L'effetto serra è il riscaldamento degli strati inferiori dell'atmosfera terrestre, che si verifica a causa di un aumento della concentrazione di alcuni gas in esso. La sua essenza è piuttosto semplice: i raggi del sole riscaldano la superficie del pianeta, ma allo stesso tempo, il calore rimane e non può tornare nello spazio esterno - i gas interferiscono con questo. Come risultato di questi processi, la temperatura del pianeta aumenta.
Una parte significativa della radiazione solare (fino al 75%) che cade sulla Terra è responsabile della parte visibile e del vicino infrarosso dello spettro (400-1500 nm). L'atmosfera praticamente non la cattura e l'energia termica raggiunge liberamente la superficie del nostro pianeta. La Terra, riscaldando a sua volta, inizia a emettere radiazioni con una lunghezza d'onda di 7,8-28 micron, che viene emessa nello spazio, contribuendo al raffreddamento del pianeta. La causa principale dell'effetto serra è una maggiore trasparenza atmosferica per la luce nel campo ottico rispetto all'infrarosso. Il fatto è che alcuni gas contenuti nell'aria assorbono o riflettono la radiazione proveniente dalla Terra. Si chiamano serra. Più alta è la loro concentrazione, più calore solare rimane nell'atmosfera.
I gas serra disturbano il bilancio termico del pianeta, che determina in gran parte il suo clima.
L'essenza dell'effetto serra è ben nota ai residenti e ai giardinieri estivi, che hanno le serre nelle loro aree. Lo schema è molto simile: i raggi del sole, entrando, riscaldano il suolo e il tetto e le pareti non permettono al calore di lasciare la struttura. Pertanto, in una serra, anche senza riscaldamento, la temperatura è sempre superiore a quella esterna.
Ora parlano molto del riscaldamento globale e dei cambiamenti climatici. Esiste un'opinione errata secondo cui il verificarsi dell'effetto serra è un evento degli ultimi anni o decenni e la sua causa è esclusivamente attività umana. Questo effetto è inerente a qualsiasi atmosfera, e senza di esso la vita sulla Terra sarebbe stata impossibile.
In realtà, il nostro problema è il rapido aumento dell'effetto serra che è stato osservato negli ultimi anni. Questo processo può portare a risultati disastrosi.
La storia dello studio di questo problema
Lo studio del problema dell'effetto serra è iniziato nella prima metà del XIX secolo. Nel 1827, l'opera di Joseph Fourier "Una nota sulle temperature del globo e altri pianeti" fu pubblicata, dove esaminò in dettaglio i meccanismi della formazione del clima, così come i fattori che lo influenzano. Questo scienziato ha descritto per primo il fenomeno dell'effetto serra, usando come modello una nave di vetro esposta alla luce solare. Il vetro è quasi opaco alla radiazione infrarossa, quindi questa esperienza dimostra in modo abbastanza accurato l'essenza del fenomeno. Il concetto stesso dell'effetto serra è entrato in uso scientifico molto più tardi.
Più tardi, questi studi furono continuati dal fisico svedese Arrhenius. Fu lui a far avanzare la teoria che la diminuzione della concentrazione di anidride carbonica nell'aria è una delle cause più importanti delle ere glaciali nella storia del pianeta.
Tuttavia, lo studio attivo dell'effetto serra e gli effetti di questo fenomeno sono iniziati solo nella seconda metà del secolo scorso. Gli scienziati hanno studiato il cambiamento nel flusso di radiazione solare che si verifica quando aumenta la quantità di gas serra nell'aria. Ora, per simulare i processi che si verificano nell'atmosfera, sono stati utilizzati i computer più moderni e avanzati. Ma il loro potere spesso non è sufficiente, perché il clima planetario è un sistema estremamente complesso e non ancora pienamente studiato.
Negli ultimi decenni, a livello internazionale, sono stati compiuti i primi passi seri per affrontare questo problema. Nel 1992 è stata adottata la Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici. Nel 1997 sono stati aggiunti il Protocollo di Kyoto e l'Accordo di Parigi (2015). Informazioni su questo documento regolano le misure per ridurre le emissioni.
Gas serra e altre cause di riscaldamento
Gli scienziati ritengono che l'effetto serra si verifica a causa dei seguenti gas:
- metano;
- anidride carbonica;
- vapore acqueo;
- l'ozono.
Il maggior contributo all'aumento della temperatura globale è costituito dal vapore acqueo (dal 36 al 72%), seguito dalla CO2 (circa 9-26%), seguita dal metano (4-9%) e dall'ozono (dal 3 al 7%). Gli altri gas hanno concentrazioni estremamente basse nell'aria, quindi la loro influenza sui processi climatici è minima.
La quantità di vapore acqueo dipende fortemente dalla temperatura degli strati inferiori dell'atmosfera. Più è basso, più l'umidità è bassa e più debole l'effetto serra. In questo caso, l'eccesso di umidità si trasforma in una copertura di neve ghiacciata ai poli del pianeta, aumentando la sua riflettività (albedo) e rendendo l'aria ancora più fredda. Pertanto, il riscaldamento globale (o raffreddamento) è un processo autosufficiente, che in determinate condizioni può aumentare e svilupparsi molto rapidamente. Per avviarlo basta un "grilletto" e il fattore antropogenico potrebbe benissimo divenire loro. In questo caso, abbiamo a che fare con un tipico esempio di feedback positivo.
I periodi di riscaldamento e raffreddamento che si erano verificati in precedenza sul nostro pianeta sono perfettamente correlati con la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera. Il suo aumento porta ad un aumento dell'effetto serra e all'aumento prolungato della temperatura.
Inoltre, la fuliggine e le particelle di aerosol solide che entrano nell'atmosfera superiore influenzano anche il bilancio termico della Terra. Le loro principali fonti sono l'attività vulcanica e le emissioni industriali. Polvere e fuliggine interferisce con la penetrazione della luce solare, che riduce la temperatura del pianeta.
Da dove provengono i gas serra?
Attualmente esiste un consenso tra gli scienziati sul fatto che gli attuali cambiamenti climatici sono associati ad un aumento della quantità di anidride carbonica nell'atmosfera e all'effetto serra - una conseguenza di questo processo. E il riscaldamento sta accadendo da molto tempo. La ragione principale per aumentare l'effetto serra è l'attività umana, che è diventata un potente fattore planetario. Dall'inizio della rivoluzione industriale, cioè negli ultimi 250-300 anni, le concentrazioni di metano e anidride carbonica nell'atmosfera sono aumentate rispettivamente del 149% e del 31%. Ecco le principali fonti di gas a effetto serra:
- La rapida crescita dell'industria. La principale fonte di energia per i nostri impianti, fabbriche e veicoli è costituita dai combustibili fossili: petrolio, gas naturale e carbone. Come risultato del loro uso si forma l'anidride carbonica, che aumenta l'effetto serra. Circa la metà dei gas prodotti nel corso dell'attività economica umana rimane nell'atmosfera, il resto viene assorbito dall'oceano e dalla vegetazione terrestre. Ogni anno la popolazione della Terra aumenta e, quindi, richiede sempre più cibo, beni industriali, automobili, che porta a una maggiore emissione di anidride carbonica, quindi il fenomeno dell'effetto serra aumenterà. E se nel corso del secolo scorso la temperatura è aumentata di 0,74 gradi, in futuro gli scienziati prevedono una crescita di 0,2 gradi per ogni decennio;
- Deforestazione e sviluppo agricolo. Un altro motivo importante per aumentare la concentrazione di CO2 nell'atmosfera è la massiccia distruzione delle foreste. Nel processo di fotosintesi, gli alberi assorbono anidride carbonica e rilasciano ossigeno, essendo un regolatore naturale delle concentrazioni di gas serra. La deforestazione è necessaria principalmente per ottenere nuove terre arabili per nutrire la popolazione umana in rapida crescita. L'agricoltura aggiunge anche il suo contributo all'aumento della temperatura globale. Il bestiame è associato alla formazione di un'enorme quantità di metano, che supera l'anidride carbonica nelle sue proprietà di serra;
- Discarica. Si prevede che la crescita della popolazione aumenti i rifiuti. Oggi le discariche sono occupate da vasti territori che occupano migliaia di ettari. Ciascuno di essi emette nell'atmosfera decine di migliaia di metri cubi di metano e anidride carbonica. Non esiste ancora una soluzione efficace a questo problema - significa che le emissioni di "gas dei rifiuti" cresceranno solo.
Cosa minaccia l'effetto serra?
La storia della Terra ha circa 4,5 miliardi di anni, e in tutto questo tempo il clima del pianeta è in costante cambiamento. In alcune epoche, una rigogliosa vegetazione tropicale lo copriva da un polo all'altro, in altri era una palla ricoperta da uno strato di ghiaccio di molti metri. Rispetto a tali cataclismi, un innalzamento della temperatura di uno o due gradi sembra essere una vera sciocchezza: penserete, risparmiamo anche sul riscaldamento! Ma non tutto è così semplice, le conseguenze del cambiamento climatico potrebbero rivelarsi molto più gravi, eccone alcune:
- Un aumento della temperatura porterà allo scioglimento dei ghiacciai e all'aumento del livello delle acque degli oceani, che minaccia di inondare vaste aree. Naturalmente, il pianeta non si trasforma in un "mondo dell'acqua", ma molte città e territori costieri possono soffrire. Pochi lo sanno, ma dall'inizio del XX secolo il livello degli oceani è aumentato di 17 cm, e dalla metà degli anni '90 questo tasso di ascesa è aumentato a 3,2-3,4 mm all'anno. Questo problema è aggravato dal fatto che la maggior parte della popolazione della Terra vive in aree costiere, c'è anche una parte significativa dell'economia mondiale;
- Un aumento della temperatura porterà inevitabilmente a cambiamenti nella distribuzione delle precipitazioni, nonché nella loro quantità. E questo risultato è probabilmente ancora più grave dell'inondazione di certi territori. In alcune zone del globo, le piogge diventeranno molto rare e gradualmente si trasformeranno in deserti, mentre in altri i residenti subiranno regolarmente uragani, inondazioni, tsunami e altri disastri. Secondo gli scienziati, un ulteriore aumento della temperatura dell'aria porterà a rese inferiori delle principali colture nelle regioni tropicali e subtropicali del pianeta, che possono portare alla fame e ai disordini sociali;
- Temperature più alte influiscono negativamente sulla salute delle persone. I medici prevedono un aumento del numero di malattie cardiovascolari, respiratorie e persino disturbi mentali.
L'effetto serra e le sue possibili conseguenze influenzeranno seriamente non solo gli esseri umani, ma anche l'ecosistema del pianeta nel suo insieme. Il cambiamento climatico priverà molte specie della loro gamma abituale, e non il fatto che tutti i "nostri fratelli minori" saranno in grado di adattarsi a tali cambiamenti drammatici. La scomparsa di alcune specie interromperà le solite catene alimentari, che possono portare a un reale "effetto domino". Aumentare la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera e aumentare la temperatura dell'aria porta all'acidificazione dell'oceano, che influisce negativamente su tutti coloro che vivono in essa.
Come affrontarlo?
L'uomo ha più volte sperimentato il cambiamento climatico. Inoltre, erano una delle forze trainanti del progresso storico. Siccità e inondazioni più di una volta o due causarono guerre e rivoluzioni, migrazioni di massa di popoli, il declino degli stati e intere civiltà. Come evitare quelle conseguenze catastrofiche che ci attendono in caso di gravi cambiamenti climatici? C'è la possibilità di ridurre il cosiddetto effetto serra? Cosa si può fare per questo?
Oggi conosciamo tutti i fattori che portano all'accumulo di gas serra e all'aumento della temperatura dell'aria. Sarà molto difficile invertire la tendenza attuale, poiché richiederà gli sforzi di tutta l'umanità e una ristrutturazione radicale dell'economia globale. Per cominciare, devi solo capire che l'effetto serra è un problema globale che minaccia non tutti gli stati, ma tutte le persone.
Gli esperti ritengono che siano necessarie le seguenti misure per ridurre le emissioni di gas serra nell'atmosfera:
- È necessario ricostruire radicalmente il settore energetico e ridurre la quantità di emissioni industriali. La principale fonte di CO2 oggi è la combustione di combustibili fossili: petrolio, carbone e gas. Per ridurli, l'umanità deve passare alla cosiddetta energia rinnovabile: il sole, il vento, l'acqua. Negli ultimi anni, la loro quota nel bilancio complessivo è cresciuta abbastanza rapidamente, ma questi tassi non sono chiaramente sufficienti. Abbiamo anche bisogno di abbandonare l'uso di auto con motori a combustione interna e il trasferimento a veicoli elettrici. È chiaro che tutto quanto sopra richiede investimenti multimiliardari e dozzine di anni di duro lavoro. Ma devi iniziare oggi;
- Migliorare l'efficienza energetica, e questo vale per la produzione industriale, la produzione di energia, l'alloggio e i servizi comuni. L'intensità energetica dei prodotti deve essere significativamente ridotta. Abbiamo bisogno di nuove tecnologie che non danneggino l'ambiente. Anche l'isolamento elementare delle facciate degli edifici, l'installazione di finestre moderne e la sostituzione di impianti di riscaldamento possono avere un effetto significativo in termini di risparmio energetico e, di conseguenza, ridurre i costi del carburante e ridurre le emissioni nocive;
- Un modo molto efficace per combattere l'effetto serra è ridurre gli sprechi. Una persona deve imparare a usare di nuovo le risorse, questo permetterà di eliminare le discariche, che sono una fonte seria di metano, o almeno ridurre significativamente il loro volume;
- È necessario fermare la distruzione predatoria delle foreste e impegnarsi nel ripristino delle aree verdi. L'abbattimento deve essere accompagnato piantando nuovi alberi.
La lotta contro l'effetto serra e la crescita della temperatura media annuale dovrebbero essere condotte a livello internazionale, in stretta collaborazione tra diversi paesi. I primi passi in questa direzione sono già stati fatti e il movimento deve continuare. Gli scienziati propongono di consolidare la lotta contro il cambiamento climatico a livello delle costituzioni degli Stati. Il ruolo delle organizzazioni non governative che costantemente sollevano questo argomento è anche grande. Dobbiamo capire chiaramente quanto sia piccolo il nostro pianeta e quanto sia vulnerabile per l'uomo.
