BILANCIO TERMICO DELLA TERRA (544)

fisica

BILANCIO TERMICO DELLA TERRA (544)

Il bilancio termico della terra, che è immersa nello spazio vuoto e non è dunque soggetta a scambi termici conduttivi né connettivi, è determinato dai suoi scambi termici radiattivi: ess 818f54i a riceve energia dal Sole, ed emette radiazione infrarossa verso lo spazio cosmico che è equivalente ad un corpo nero alla temperatura T di circa 3 gradi assoluti. L'intensità I_S della radiazione solare, quando arriva alla distanza di circa 150·10 km cui la Terra si trova, è di circa 1350 w/m². Essendo il raggio della Terra circa 6300 km, essa è vista dalla radiazione solare come un disco di area:

S_n R²= 3,14(6300·10 m

ed intercetta dunque una potenza pari a:

I_S·S_n W

Tuttavia una frazione di questa energia viene assorbita dall'atmosfera; e di quella che arriva sulla Terra, una certa frazione viene riflessa, non essendo la superficie terrestre nera per la radiazione solare. La potenza solare W_S assorbita dalla Terra è dunque pari circa a:

W_S w

La potenza termica W_T che la Terra irraggia è invece data da:

W_T ST R²·T w = 2,5 T w

All'equilibrio, ci aspettiamo che sia W_S = W_T, da cui ricaviamo per la temperatura della superficie terrestre:

T K T = = 226K = - 47ºC

Questa temperature è molto più bassa di quella reale che si aggira intorno ai 290K. La discrepanza è dovuta al fatto che l'atmosfera che avvolge la Terra realizza intorno ad essa una sorta di effetto serra: essa è infatti piuttosto ben trasparente per la radiazione solare che entra, ma è invece piuttosto opaca per la radiazione infrarossa che esce. La trasparenza dell'atmosfera in funzione della lunghezza d'onda λ è mostrata in figura:

t.trasparenza dell'atmosfera

Lunghezza d'onda.λ(μm)

Come si vede oltre i 3 μm, la trasparenza è piuttosto ridotta, se si esclude la banda di lunghezza d'onda compresa fra 8 e 13 μm. Poiché attraverso la finestra di trasparenza un corpo esposto al cielo sereno interagisce anche lo spazio freddo, il cielo stesso equivale ad un corpo con temperatura più bassa rispetto a quella a quella dell'aria ambiente. Il bilancio termico della Terra dipende in maniera assai critica dalla trasparenza atmosferica. Se si avesse un fenomeno di immissione di polvere nell'atmosfera diminuirebbe la trasparenza alla radiazione solare, e la temperatura ambiente diminuirebbe. Viceversa, l'immissione in atmosfera di altri inquinanti diminuirebbe la trasparenza infrarossa dell'atmosfera stessa, rendendo così più pronunciato il suo effetto serra.