Thread by @f_ronchetti

1/ Torniamo alla fisica dell’atmosfera. Abbiamo visto il contributo all’effetto serra da vapore acqueo, metano (CH4) e protossido di azoto (N2O). Continuiamo esaminando il Cloro-fluoro-carburi (CFC), esafluoruro di zolfo (SF6), ozono (O3) e particolati.

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2/ L’importanza dei cloro-fluoro-carburi (CFC) è dovuta al fatto che le vibrazioni di stiramento di legame C–F e C–Cl cadono nella regione finestra del vapore acqueo e all’efficienza di assorbimento di queste bande IR che è molto elevata.

3/ Queste sostanze (come CFCl3 e CF2Cl2) hanno tempi di permanenza nell’aria lunghi, per cui una molecola di CFC equivale, ai fini dell’effetto serra, a una decina di migliaia di molecole di anidride carbonica. Nonostante ciò l’effetto serra dei CFC è modesto.

4/ Ci sono effetti contrastanti: nella troposfera i CFC assorbono radiazione uscente e contribuiscono al riscaldamento. Nella stratosfera distruggono parte dell’ozono lì presente e quindi causano un minore assorbimento di radiazione UV con un raffreddamento ad alta quota.

5/ La radiazione UV passante è assorbita dalla Terra per cui la diminuzione di ozono provoca un aumento di temperatura alla superficie. Il bilancio totale di tutti questi tre effetti dei CFC, sembra conduca a un modesto riscaldamento.

6/ L’influenza dei CFC diminuisce nel tempo grazie al protocollo di Montreal che ne ha bandito la produzione a partire dal 1995 nei paesi sviluppati. La maggior parte dei sostituti proposti come gas refrigeranti non hanno bande di assorbimento nella regione finestra.

7/ I sostituti dei CFC hanno tempi di permanenza in atmosfera più bassi e non distruggono l’ozono nella stratosfera. La maggior parte dei sostituti (HCFC e HFC) assorbe con minore efficienza nella regione finestra per cui dovrebbe avere un effetto serra molto più moderato.

8/ Rimane comunque necessario limitare le emissioni anche dei gas HCFC e HFC in quanto si tratta in ogni caso di gas serra, anche se meno efficienti nel contribuire al riscaldamento globale.

9/L’esafloruro di zolfo è poco conosciuto ma merita attenzione per la sua grande capacità di assorbire radiazioni IR, 24000 volte quella della CO2 e un ciclo vitale in atmosfera molto lungo, circa 3200 anni.

10/ La sua concentrazione attuale è ancora bassa 7 ppt ( parti per trilione) per cui attualmente il suo contributo è praticamente trascurabile. Le emissioni antropiche sono legate al suo impiego industriale come gas isolante in apparecchiature elettriche.

11/ In passato veniva liberato direttamente in aria. Ora grazie ai protocolli internazionali, viene per lo più riciclato ma nonostante ciò negli ultimi anni si è registrato un aumento percentuale considerevole, che suggerisce quanto meno di monitorare la sua quantità nell’aria

12/ L’ozono è un gas naturale in grado di produrre effetto serra. La sua permanenza nella troposfera è decisamente breve, mentre gioca un ruolo molto importante nella stratosfera ai fini dell’assorbimento delle radiazioni ultraviolette.

13/ L’ozono assorbe intorno a 9000-10000 nm. Un’altra banda dell’ozono si trova a 14000 nm, ma poiché si sovrappone a una banda del biossido di carbonio, che si trova in quantità molto maggiore, l’effetto serra dell’ozono in questa regione è piuttosto piccolo.

14/ Le sorgenti di ozono sono centrali elettriche, i veicoli a motore e gli incendi per cui anche l’ozono viene prodotto da attività umane: si stima approssimativamente che circa il 10% del riscaldamento globale sia dovuto all’aumento della quantità di ozono troposferico.

15/ Per particolato si intendono aggregati di molecole di vario tipo come cristalli di ghiaccio, particelle da eruzioni vulcaniche, o particelle prodotte da processi industriali (aerosol da solfato). Il loro effetto sul riscaldamento globale è stato poco considerato.

16/ Gli aerosol compensano parte dell’aumento di temperatura che si avrebbe avuto a causa dell’aumento dei gas serra. L’effetto principale è dovuto alle loro proprietà di riflettere la luce solare per cui aumentano l’albedo ( la riflessione della luce solare nello spazio).

17/ Le particelle di dimensioni più grandi hanno anche un effetto serra nel senso che assorbono e riflettono anche la radiazione terrestre. La capacità di assorbire e riflettere la luce solare cambia anche a seconda del tipo di aerosol.

18/ Le particelle di fuliggine (nerofumo) assorbono la radiazione solare, per cui contribuiscono al riscaldamento dell’aria. Gli aerosol di solfato, da combustione del carbone non assorbono radiazione, riflettono la luce solare per cui contribuiscono ed aumentano l’albedo.

19/ In diverse regioni industrializzate dove c’è una notevole produzione di aerosol di origine antropica si è osservato un effetto globale di raffreddamento per cui sembra prevalere l’effetto sull’albedo rispetto all’effetto serra.

20/ Le osservazioni sull’eruzione del vulcano Pinatubo nelle Filippine del 1991 sono significative per l’effetto del particolato di origine vulcanica molto ricco di zolfo: dopo poco tempo dall’eruzione si osservò un innalzamento della temperatura.

21/ Dopo l’eruzione l’effetto riscaldante è dovuto alle particelle di grandi dimensioni, che assorbendo la luce solare la riemettevano come in energia termica. Successivamente le particelle più grandi si depositano al suolo più rapidamente di quelle piccole.

22/ Dopo alcuni mesi la composizione dell’atmosfera nei dintorni del vulcano cambia. Le particelle piccole di cui l’atmosfera era ancora ricca aumentarono significativamente l’albedo, per cui si osservò un certo raffreddamento locale.

23/ Negli anni 1992 - 93 si osservò una diminuzione della crescita della temperatura media terrestre e alcune estati fredde in America nel nord sono state messe in relazione con l’eruzione, per cui si sono avuti anche degli effetti globali e non solo locali.

24/ L’aerosol da solfato scaturisce dalle emissioni di biossido di zolfo SO2 prodotte dalla combustione soprattutto di carbone. L’ossido di zolfo si unisce al vapore acqueo atmosferico a formare particelle dell’ordine del millesimo di millimetro.

25/ Queste particelle riflettono la luce solare e contribuiscono al raffreddamento globale e contrastano l’effetto serra. Sono per lo più presenti nell’emisfero nord ed hanno una vita media atmosferica solo di qualche giorno a causa sia della gravità che delle piogge.

26/ Quindi gli effetti sulla temperatura sono principalmente a livello locale. Per esempio, si è osservata una recente diminuzione di temperatura nella Cina a causa delle forti emissioni di SO2 dalla combustione del carbone.

27/ Non è chiaro come evolveranno le emissioni di SO2 negli anni a venire: nell’America settentrionale ed Europa le emissioni vengono tendenzialmente abbattute per contrastare le piogge acide ma in Asia sono in costante aumento.