L’energia che entra, riflessa, assorbita ed emessa dal sistema Terra sono i componenti del bilancio di radiazione della Terra. Basato sul principio fisico della conservazione dell’energia, questo bilancio di radiazione rappresenta la contabilità dell’equilibrio tra la radiazione in entrata, che è quasi interamente radiazione solare, e la radiazione in uscita, che è in parte radiazione solare riflessa e in parte radiazione emessa dal sistema Terra, compresa l’atmosfera. Un bilancio che non è in equilibrio può causare l’aumento o la diminuzione della temperatura dell’atmosfera e alla fine influenzare il nostro clima. Le unità di energia utilizzate per misurare questa radiazione in entrata e in uscita sono i watt per metro quadrato (W/m2).
Radiazioni solari in entrata
L’ultravioletto, il visibile e una porzione limitata di energia infrarossa in entrata (insieme talvolta chiamati “radiazioni a onde corte”) dal Sole guidano il sistema climatico della Terra. Una parte di questa radiazione in arrivo viene riflessa dalle nuvole, una parte viene assorbita dall’atmosfera e una parte passa attraverso la superficie terrestre. Le particelle di aerosol più grandi nell’atmosfera interagiscono e assorbono parte della radiazione, causando il riscaldamento dell’atmosfera. Il calore generato da questo assorbimento viene emesso come radiazione infrarossa a onde lunghe, parte della quale si irradia nello spazio.
ENERGIA ASSORBITA
La radiazione solare che passa attraverso l’atmosfera terrestre viene riflessa dalla neve, dal ghiaccio o da altre superfici o viene assorbita dalla superficie terrestre.
Radiazione ad onde lunghe emessa
Il calore risultante dall’assorbimento della radiazione ad onde corte in arrivo viene emesso come radiazione ad onde lunghe. La radiazione dall’atmosfera superiore riscaldata, insieme a una piccola quantità dalla superficie terrestre, si irradia nello spazio. La maggior parte della radiazione a onde lunghe emessa riscalda l’atmosfera inferiore, che a sua volta riscalda la superficie del nostro pianeta.
EFFETTO SERRA
I gas serra nell’atmosfera (come il vapore acqueo e il biossido di carbonio) assorbono la maggior parte della radiazione infrarossa a onde lunghe emessa dalla Terra, che riscalda l’atmosfera inferiore. A sua volta, l’atmosfera riscaldata emette radiazioni a onde lunghe, alcune delle quali si irradiano verso la superficie terrestre, mantenendo il nostro pianeta caldo e generalmente confortevole. L’aumento delle concentrazioni di gas serra come l’anidride carbonica e il metano aumenta la temperatura dell’atmosfera inferiore, limitando il passaggio verso l’esterno della radiazione emessa, con conseguente “riscaldamento globale” o, più in generale, cambiamento climatico globale.
LA RADIAZIONE E IL SISTEMA CLIMATICO
Per comprendere il cambiamento climatico, gli scienziati devono anche determinare cosa guida i cambiamenti all’interno del bilancio di radiazione della Terra. Lo strumento Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) a bordo dei satelliti Aqua e Terra della NASA misura la radiazione a onde corte riflessa e la radiazione a onde lunghe emessa nello spazio in modo abbastanza accurato da permettere agli scienziati di determinare il bilancio totale della radiazione della Terra. Altri strumenti della NASA monitorano i cambiamenti in altri aspetti del sistema climatico terrestre, come le nuvole, le particelle di aerosol e la riflettività della superficie, e gli scienziati stanno esaminando le loro numerose interazioni con il bilancio delle radiazioni.
Guarda questo poster sul bilancio energetico della Terra per saperne di più sulla nostra comprensione dei flussi di energia in entrata e in uscita dalla Terra.
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Citazione
APA
National Aeronautics and Space Administration, Science Mission Directorate. (2010). Il bilancio delle radiazioni della Terra. Recuperato dal sito web della NASA Science: http://science.nasa.gov/ems/13_radiationbudget
MLA
Science Mission Directorate. “Il bilancio delle radiazioni della Terra” NASA Science. 2010. National Aeronautics and Space Administration. http://science.nasa.gov/ems/13_radiationbudget