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IL RISCALDAMENTO GLOBALE NON ESISTE - PARTE II

IL RISCALDAMENTO GLOBALE DESCRITTO DALL’IPCC È “FISICAMENTE” IMPOSSIBILE! PARTE II

Del Professore Domenico Salimbeni – 6 Maggio 2023

Il 15 aprile ho pubblicato come SCOMODA VERITÀ n° 23 un post intitolato “IL RISCALDAMENTO GLOBALE È “FISICAMENTE” IMPOSSIBILE!” nel quale l’esigenza di non complicare eccessivamente il testo mi ha indotto, in modo (devo confessarlo) un po’ sprovveduto, a omettere alcune considerazioni che ritenevo implicite ma, ripensandoci, mi sono convinto che fossero invece necessarie, perché la loro mancanza potrebbe aver fatto pensare a un mio desiderio di negare l’esistenza dell’effetto serra (ES) che, invece, è indubbiamente presente e determina in modo estremamente importante la temperatura del nostro Pianeta consentendo a tutti noi “animali” terrestri di viverci.

Aggiungo quindi adesso le considerazioni che ho omesso, che hanno lo scopo di giustificare la presenza sulla Terra dell’effetto serra anche se non è rappresentabile, contrariamente a quanto fanno l’IPCC e i suoi adepti, con la freccia arancione che descrive una radiazione termica “causa del riscaldamento globale” che la presenza nella stessa dei gas serra costringe alla Troposfera di riinviare sulla Terra.

Oltre a una piccola quantità di energia che arriva alla superficie della Terra come conseguenza dell’attività che si svolge nel suo interno, a grande profondità, la Terra riceve energia essenzialmente dal Sole, sotto forma di energia radiante nella misura di circa 1370±0,1% W/m2 (costante solare). Detta energia è in grado di determinare escursioni termiche, sia giornaliere sia stagionali, di circa 10÷20 °C. Nel ciclo annuale, invece, la temperatura media globale della Terra è molto costante: nell’ultimo secolo la differenza di temperatura fra gli anni più freddo e più caldo è di 1,0 °C, anche se è probabile che attualmente la differenza dipenda da una deriva verso un clima più caldo piuttosto che da fluttuazioni casuali. Questo significa che l’energia radiante assorbita da tutta la Terra in un anno è circa uguale a quella ceduta nello spazio. Il processo di cessione di energia radiante avviene prevalentemente tramite emissione di radiazione elettromagnetica (in accordo con la legge di Plank, che anche il Sole rispetta). Il bilancio energetico ci dice che la temperatura della Terra dovrebbe essere di -18 °C, ma nella realtà è molto maggiore: infatti, come sappiamo, la temperatura di equilibrio è di +15÷16 °C. E i satelliti che ruotano fuori dall’atmosfera confermano questa discrepanza: la Terra emette una radiazione elettromagnetica corrispondente alla temperatura superficiale di -18 °C invece di +15÷16 °C! Una discrepanza che si spiega con la presenza nell’atmosfera di gas che assorbono parte della radiazione terrestre grazie al fenomeno denominato effetto serra. Lo spettro dell’emissione termica terrestre coincide con la luce infrarossa (IR): 4000÷50000 nm (nanometri), con un massimo a 10000 nm.

I gas presenti nell’aria assorbono energia in alcune lunghezze d’onda IR, impedendo che tutta la radiazione emessa dalla superficie della Terra si disperda nello spazio. Come? “Eccitandosi”: l’energia assorbita fa entrare in vibrazione le loro molecole che, scontrandosi con le molecole circostanti, riemettono radiazione in tutte le direzioni, e parte della radiazione dovrebbe ritornare verso la Terra ed essere riassorbita dalla superficie terrestre con conseguente riscaldamento del pianeta (proprio la freccia arancione della figura n° 2 che io contesto).

I principali gas presenti nell’atmosfera, ossigeno (O2) e azoto (N2), non sono in grado di assorbire radiazione IR, la quale è assorbita dai soli gas responsabili dell’effetto serra elencati qui di seguito unitamente al loro contributo:

a) acqua (H2O) 65%

b) biossido di carbonio (CO2) 25%

c) altri gas (CH4, NO2, …) 10%

La prevalenza dell’acqua è dimostrata dalle basse temperature notturne nei deserti, dove l’assenza di umidità diminuisce l’effetto serra e la radiazione sfugge dalla Terra quasi completamente.

Poiché la superficie terrestre emittente è circa quattro volte maggiore di quella assorbente, l’energia assorbita rapportata a tutta la superficie terrestre vale circa 342 W/m2. Parte di questa energia (235 W/m2) è effettivamente assorbita, mentre i restanti 107 W/m2 costituiscono l’energia rimessa (denominata albedo).

La Terra emette 390 w/m2 di radiazione IR, di cui solo 40 W/m2 sfuggono direttamente nello spazio mentre i restanti 350 W/m2 vengono assorbiti e/o riflessi dalle nubi, dagli aerosol, e dai gas atmosferici. che a loro volta riemettono energia radiante in tutte le direzioni. Parte di questi ultimi, 195 W/m2, viene riemessa verso lo spazio, mentre il resto (40%), corrispondenti a 155 w/m2, torna sulla Terra. Ne segue che l’emissione totale, che vale 40+195=235 W/m2 eguaglia l’energia in entrata, e la temperatura della Terra rimane pressoché costante. Va rilevato che l’effetto serra gioca un ruolo molto importante nel bilancio energetico, perché vale 155 W/m2 su 235 W/m2, quindi il 66% dell’energia assorbita dalla Terra.

Se la percentuale di energia rimessa dalla Terra nello spazio crescesse dal 40% indicato sopra al 42%, nell’ipotesi di albedo costante l’emissione totale diminuirebbe da 235 W/m2 a 226 W/m2, quindi l’energia assorbita diventerebbe maggiore di quella emessa, con conseguente graduale aumento di temperatura calcolabile con la legge di Stefan, che a regime sarebbe di 2,7 °C. Ma, poiché anche l’albedo aumenterebbe, l’incremento di temperatura risulterebbe minore.

Per mera curiosità, l’effetto serra determina un incremento di temperatura che nel nostro Pianeta vale 33 °C (con CO2 che incide 0,035% nella composizione dell’atmosfera), mentre a Marte, con un’incidenza della CO2 del 96% determina un aumento di temperatura di soli 3 °C, e a Venere, con un’incidenza del 98%, determina un aumento di temperatura di ben 466 °C! Quanto sono scriteriati i marziani, e soprattutto i veneriani, che producono così tanta CO2! Vero?

Ancora per curiosità la figura n°1 illustra la media mobile della temperatura della Terra negli ultimi 170 anni, da cui si rilevano sia “l’attuale diminuzione della temperatura” sia l’estrapolazione statistica che induce a prevedere di aumento della temperatura dal 2027 al 2032.

Spero che sia tutto chiaro. Ma c’è un grosso problema che ho trascurato: il “Secondo Principio della Termodinamica” vieta alle molecole dei gas serra di emettere energia nella direzione della Terra! Quindi i 155 W/m2 che ho calcolato sopra non possono rientrare nella Terra a causa dell’effetto serra. E allora, perché la Terra si riscalda?

Prima di rispondere è necessario fare una breve precisazione.

Gli atomi che compongono una molecola dei gas serra sono vincolati nelle loro posizioni relative. Per esempio nella molecola di acqua gli atomi H “dovrebbero” stare ad una certa distanza (circa 0,1 nm) dall’atomo O, e devono anche formare un angolo HOH di 104°. Gli atomi però non stanno fermi nelle loro posizioni relative, ma oscillano attorno ad esse con movimenti che vengono detti moti vibrazionali, il cui numero è uguale al triplo del numero totale di atomi della molecola diminuito di 6 (o

di 5 per molecole lineari). Ciascuna di queste vibrazioni ha una frequenza temporale ben definita che dipende dalle caratteristiche sttrutturali della molecola, ed in particolare dall’energia dei legami chimici.

I moti vibrazionali permettono ad una molecola di assorbire l’energia di un’onda elettromagnetica elementare (fotone) se questa ha la stessa frequenza (o frequenza molto vicina) di uno dei moti, quindi risiede nella zona spettrale IR. Quando una molecola assorbe un fotone di frequenza corrispondente a uno dei suoi moti

vibrazionali si eccita e provoca una maggiore ampiezza delle oscillazioni vibrazionali. l’eccesso di energia vibrazionale viene perso o emettendo un fotone (processo inverso) o urtando un’altra molecola a cui viene trasmessa parte della energia in eccesso. In quest’ultimo caso la seconda molecola si muoverà più velocemente,

ovvero si sarà riscaldata: l’energia radiante si trasforma in un riscaldamento equivalente all’assorbimento di calore.

Vediamo allora come si comportano I due gas serra principali:

a) Le attività antropiche generano molta acqua, ma la concentrazione di vapore acqueo non può essere controllata da noi umani perché dipende esclusivamente dalla temperatura globale: la tensione di vapore cresce con la temperatura, provoca un aumento nell’atmosfera del vapore acqueo che, essendo un gas serra, provoca un aumento della temperatura (effetto detto “feedback positivo”) che però è compensato dall’umidità assorbita dalle nubi che, riflettendo parte della radiazione UV in ingresso nell’atmosfera, aumentano l’albedo, provocano una scrematura della radiazione solare, e determinano un “feedback negativo” che contrasta “mediamente” quello primitivo determinando un contributo complessivo del vapore acqueo al riscaldamento globale in 111 W/m2 storicamente costanti, ma la Scienza oggi non è in grado di prevedere quale sarà il bilancio fra i due “feedback” nel futuro;

b) Le attività antropiche generano biossido di carbonio o, se preferite, anidride carbonica, nella misura del 4% della CO2 totale presente nell’atmosfera, mentre le attività naturali (che però sono compensate dalla fotosintesi clorofilliana in modo molto preciso) immettono nell’atmosfera una quantità molto maggiore, nella misura del 96% della CO2 totale presente nell’atmosfera, e globalmente il contributo della CO2 al riscaldamento globale può essere stimato in 50 W/m2, a seguito dell’assorbimento di radiazione IR, soprattutto nella vibrazione “di bendino” (15000 nm), e alla successiva dispersione di energia tramite l’emissione di un fotone verso lo spazio o tramite gli urti con altre molecole che provocano un riscaldamento dell’aria.

Il comportamento dei due gas serra principali ci consente di fornire la risposta sospesa: la Terra si riscalda perché l’energia prodotta dai gas serra che non viene rinviata verso lo spazio è trattenuta nella Troposfera e ne aumenta la temperatura media.

Poiché l’energia termica dispersa (per effetto conduttivo) dalla Terra verso lo spazio è proporzionale alla superficie disperdente, certamente costante nei millenni, al coefficiente di trasmissione termica dell’intera atmosfera, che si può ipotizzare in prima approssimazione costante, e alla differenza fra la temperatura della Terra (~15 °C) e della Troposfera, all’aumentare di quest’ultima corrisponde una riduzione della dispersione termica della Terra che giustifica i 155 W/m2 calcolati sopra e non possono rientrare nella Terra sotto forma di radiazione termica per il “divieto” imposto dal “Secondo Principio della Termodinamica” illustrato nella figura n° 2.

In altre parole, l’ES esiste, circostanza che ovviamente non può essere messa in dubbio, ma dipende da un processo energetico di tipo conduttivo, non dalla riflessione verso la Terra di una radiazione termica.

FONTE:

https://www.attivitasolare.com/il-riscaldamento-globale-descritto-dallipcc-e-fisicamente-impossibile-parte-ii/