Il calore dell’ aria…Scacco matto all’AGW…

Le domande:

Ogni giorno sentiamo parlare di Riscaldamento Globale di quanto l’ uomo riesce a modificare il clima con le sua attività  … ma qualcuno si é preso la briga di fare due conti ? Se aumenta di un grado la temperatura globale quanta energia ci vuole ? L’ uomo é davvero in grado di produrre direttamente tanta energia per riscaldare la terra di due o tre gradi ?

Non trovando risposte mi é venuto in mente di buttare giù qualche conteggio per cercare di chiarirmi le idee.

Da notare che mi sono preso la briga di rifare i conti, ma tutti i risultati si possono trovare con un pò di pazienza sul web.

Spero quindi che questo articolo riesca a chiarire le idee sulle quantità di energia in gioco negli scambi termici del nostro pianeta.

Da dove cominciare ?

Intanto cerchiamo di conoscere un pò meglio  l’atmosfera, ovvero quanta aria c’ é sul nostro pianeta … quanto pesa.

Per calcolarlo abbiamo bisogno di un barometro e di un calcolo anche approssimativo della superficie terrestre.

La pressione atmosferica é mediamente di 1atm = 101 325 Pa = 101 325 N/m2= 10 332 kgf/m2 che per capirsi sono circa 10,332 tonnellate per metro quadrato di superficie.

L’ atmosfera lo sappiamo bene é composta d’aria che é un miscuglio di gas e conoscendo la composizione é facile calcolare il peso di ogni gas .

La tabella seguente l’ ho ricavata da wikipedia e ho tolto la componente di vapore acqueo e degli altri gas presenti in tracce. Un aria semplificata quindi …

 

Gas Percentuale molare Peso Molecolare Peso di ogni elemento per mole (g) Peso di ogni gas kg per m2
Azoto 78,084% 28,013 21,8737 7802,361
Ossigeno 20,945% 31,999 6,7022 2390,678
Argon 0,933% 39,948 0,3727 132,948
CO2 0,038% 44,010 0,0169 6,012
Totale 100,000% 28,9654 10332,000

Da notare che ogni m2 di superficie terrestre “gravano” 10 tonnellate di aria di cui solo 6 chilogrammi  sono di  CO2!

La prima volta che ho visto questi dati anni fa ho cominciato ad avere qualche perplessità  su come potesse la CO2 esser responsabile del riscaldamento globale.

Questi 6 kg di gas quasi inerte, secondo studi molto accurati,  riescono a scaldare  10 tonnellate d’ aria solo facendo rimbalzare la radiazione infrarossa !  La cosa é davvero incredibile ! (… Infatti io non ci credo 🙂 )

La superficie della terra é di 5,100 656 · 1014 m2.

Moltiplicando questo valore per il peso dell’ aria per metro quadro otteniamo circa 5,1 · 1015 tonnellate  e detto così non fa tanto effetto, ma dicendo 5,1 milioni di miliardi di tonnellate forse si capisce meglio. L’ aria non é così leggera … direi abbastanza pesante in fondo .

Spesso quando sentiamo parlare di riscaldamento globale vengono fuori percentuali, valori di watt per m2 che secondo me non rendono bene l’ idea dell’energia complessiva in gioco. Wikipedia ci aiuta ancora e troviamo  il valore del calore specifico dell’aria  che é di 1005 j/(kg·K) ( aria secca).

Abbiamo tutti i dati per calcolare la quantità di calore necessaria per scaldare di un grado l’ atmosfera del nostro pianeta … 1005 · 5,1 · 1015 = 5,125 · 18 j = 5,125 Ej = … sono 5,125 miliardi di miliardi di joule.

A questo punto voglio confrontare questo valore con l’ energia dissipata dall’ uomo sul nostro pianeta .. e su wikipedia troviamo il dato della produzione annua di energia elettrica che é di 471 Ej.

Tipo di combustibile Potenza in TW Energia/anno in EJ
Petrolio 5,60 180
Gas naturale 3,50 110
Carbone 3,80 120
Idroelettrico 0,90 30
Nucleare 0,90 30
Geotermia, eolico,
solare, legno
0,13 4
Totale 15,00 471

Da questo valore bisogna togliere i valori delle energie rinnovabile e quindi rimangono 437 Ej.   Per produrre energia elettrica in genere bisogna anche sprecare dell’ energia termica, presumendo un rendimento molto ottimistico del diciamo il 40-45 %. Dopo aver consumato l’ energia elettrica quest’ ultima si trasformerà nuovamente in termica e alla fine in atmosfera e negli oceani ce ne finiranno  circa 1000Ej complessivamente (elettrica consumata  + termica sprecata nella produzione tramite ciclo termodinamico )  .

Questo vuol dire che se l’ atmosfera fosse isolata, l’umanità in un anno la farebbe scaldare di circa 195°.

Nulla in confronto all’ energia che arriva sulla terra dal sole  al secondo che é di 0,174 Ej/s = Ew . Da notare che questo valore l’ ho calcolato perché sul wikipedia non mi sembrava esatto ed infatti ho ottenuto un valore diverso. Se il calcolo che ho fatto é giusto,  sulla terra in un giorno arrivano 0,174·84600=15033,6 Ej . Se davvero tutta questa energia finisse nell’atmosfera  e se l’ atmosfera fosse isolata in un giorno la temperatura dell’aria aumenterebbe di circa 3000°.

In realtà  le cosi non sono per niente  semplici e tutta l’energia solare viene dispersa dal nostro pianeta verso “l’ infinito”. La temperatura si stabilizza un punto di equilibrio nel quale  l’ energia radiativa entrante e  uscente sono uguali.  Una parte dell’ energia però rimane immagazzinata alla temperatura di equilibrio nei “materiali” in grado di trattenerla e questi sono l’aria dell’ atmosfera, l’acqua degli oceani e le rocce e i ghiacci della crosta terrestre.

Tutto questo ci fa capire come l’ umanità sia ancora un tantino “indietro come tecnologia” rispetto al Sole per la produzione di energia 🙂
Il sole invia i 1000Ej sulla terra in circa 1h e 35 min … e 1000Ej sono lo stesso quantitativo di energia che l’ uomo riesce a immettere nel nostro pianeta  producendo e consumando energia elettrica in un anno.

Conclusioni:

Se si spegnesse il Sole e dovessimo scaldare l’atmosfera con i con i nostri mezzi saremmo destinati a surgelare in poche ore! Questo dato ci dovrebbe far riflettere su quanta presunzione c’ é nell’affermare che l’ uomo é il responsabile dei cambiamenti climatici. L’ uomo con le emissioni termiche dirette probabilmente non riesce e a spostare il termometro di un millesimo di grado.

Ancora un dubbio:

Siamo davvero così sfortunati da riuscire indirettamente e con gli effetti non voluti delle  emissioni di CO2 a surriscaldare il nostro pianeta?

Con questo dubbio vi lascio !

Luci0 … Gabriele Santanché.

Riferimenti :

http://it.wikipedia.org/wiki/Aria
http://it.wikipedia.org/wiki/Calore_specifico
http://it.wikipedia.org/wiki/Risorse_e_consumo_di_energia_nel_mondo
http://it.wikipedia.org/wiki/Terra

85 pensieri su “Il calore dell’ aria…Scacco matto all’AGW…

  1. ciao!

    Articolo molto interessante, grazie!
    Non mi ero mai fatto dei conti di questo tipo, e devo dire che conoscere i numeri aiuta a chiarirsi le dimensioni dei fenomeni in gioco, ma mi permetto un’osservazione sul titolo. “Scacco matto all’AGW” mi pare un po’ sensazionalistico… 🙂
    Se è vero che in genere piccole quantità relative generano piccoli fenomeni, e quindi ci si potrebbe aspettare che la CO2 o il calore generato dall’uomo non siano influente sul sistema Terra, esistono fenomeni non irrilevanti dettati da quantità estremamente piccole. Per esempio, i computer funzionano grazie al drogaggio del silicio, che avviene con quantità dell’ordine diciamo delle decine di parti per milione (10 ppm = 0,001%).
    Poi nell’articolo ci sono tutti i sacrosanti dubitativi, è solo il titolo un po’ spaccone 🙂

    Detto questo, aggiungerei che con 1000 EJ si può aumentare la temperatura degli oceani della enorme quantità di 0,00024 °C, sempre se ho fatto bene i conti (ho preso wikipedia, quindi non garantisco), cioè dello 0,00008 % ovvero di 0,8 ppm.
    Uhm… forse il titolo non è così campato in aria 😀

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  2. @Kjai
    Il titolo originario era un anonimo “Il calore dell’ aria”, lo … “scacco matto all’ AGW” é stato aggiunto dal “Direttore”!

    Sto pensando di fare un secondo capitolo quello sul “calore dell’ acqua” ma prima volevo studiare la teoria che c’ é dietro l’ effetto serra, i alcuni modelli davvero semplici per gli addetti ai lavori ma già enormemente difficili per chi si accosta per la prima volta a questo tipo di problemi ..
    In pratica se usiamo la semplice matematica e le leggi sull’ emissione dei corpi neri si trova abbastanza facilmente che la temperatura del nostro pianeta é di circa -18°C. Nei lavori di molti scienziati si trova un passaggio abbastanza sbrigativo con cui si “sdogana” l’ effetto serra, ovvero siccome la temperatura della Terra al livello del mare é circa 14°C (secondo Wikipedia) allora il responsabile di questo effetto é l’ effetto serra, che viene creato e autogiustificato. Io credo semplicemente che il modello proposto sia troppo semplice, non considera la fase giorno, notte inoltre la terra viene paragonata ad una sfera nera immateriale non dotata di capacità termica. Io credo semplicemente la differenza di temperatura sia tra -18°C e 14°C sia causata dalla capacità termica e non dall’ effetto serra.

      (Quote)  (Reply)

  3. Kjai :
    ciao!
    Articolo molto interessante, grazie!
    Non mi ero mai fatto dei conti di questo tipo, e devo dire che conoscere i numeri aiuta a chiarirsi le dimensioni dei fenomeni in gioco, ma mi permetto un’osservazione sul titolo. “Scacco matto all’AGW” mi pare un po’ sensazionalistico…
    Se è vero che in genere piccole quantità relative generano piccoli fenomeni, e quindi ci si potrebbe aspettare che la CO2 o il calore generato dall’uomo non siano influente sul sistema Terra, esistono fenomeni non irrilevanti dettati da quantità estremamente piccole. Per esempio, i computer funzionano grazie al drogaggio del silicio, che avviene con quantità dell’ordine diciamo delle decine di parti per milione (10 ppm = 0,001%).
    Poi nell’articolo ci sono tutti i sacrosanti dubitativi, è solo il titolo un po’ spaccone
    Detto questo, aggiungerei che con 1000 EJ si può aumentare la temperatura degli oceani della enorme quantità di 0,00024 °C, sempre se ho fatto bene i conti (ho preso wikipedia, quindi non garantisco), cioè dello 0,00008 % ovvero di 0,8 ppm.
    Uhm… forse il titolo non è così campato in aria

    L’ulima parte del titolo l’ho aggiunta io (spero tra l’altro che Lucio nn si sia risentito), e lo ammetto sa un pò di sensazionalistico, ma come dici te nell’ultima parte del tuo post, neanche più di tanto…. 😉

    Simon

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  4. Simon, da collaboratore, in tempi andati, di NIA, mi permetto di dirti che era meglio il titolo di Luci0, in quanto rispecchiava di più il contenuto. L’articolo non è affatto uno “scacco matto” all’AGW. Cpisco che così attiri l’interesse (beh, i totlisti fanno spesso cpsì…) però dai un’ottica fuorviante rispetto a quello che ha scritto Luci0. Avrei pure preferito che fosse spiegato come si arriva all’equilibrio radiativo, ad es. citando la legge di Boltzmann. comunque in bocca al lupo.

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  5. agrimensore g :

    Simon, da collaboratore, in tempi andati, di NIA, mi permetto di dirti che era meglio il titolo di Luci0, in quanto rispecchiava di più il contenuto. L’articolo non è affatto uno “scacco matto” all’AGW. Cpisco che così attiri l’interesse (beh, i totlisti fanno spesso cpsì…) però dai un’ottica fuorviante rispetto a quello che ha scritto Luci0. Avrei pure preferito che fosse spiegato come si arriva all’equilibrio radiativo, ad es. citando la legge di Boltzmann. comunque in bocca al lupo.

    Crepi il lupo…e fatti vivo ogni tanto…

    caio 😉

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  6. articolo che non ha basi scientifiche,ci sono parecchi errori,si dicono sempre le stesse cose,cose elementari gia’ smentite da tempo dagli esperti
    ma pensate davvero di sapere piu’ degli scienziati??
    eppure il concetto non mi sembra difficile da capire
    L’attuale trend climatico(repentino e sensibile aumento) non può essere spiegato con la sola attività solare, qualsiasi sia il meccanismo considerato e in qualsiasimodo si pensi che la radiazione solare possa essere amplificata
    http://www.atmos.washington.edu/2009Q1/111/Readings/Lockwood2007_Recent_oppositely_directed_trends.pdf
    sono sicuro che la maggior parte di voi non leggera’ neppure questo studio scientifico..
    perche’ la maggior parte di voi preferisce leggere quello che vuole leggere,e non la realta’

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  7. secondo questo studio un nuovo minimo di Maunder non potrebbe influire per di più di 0.3 gradi Celsius su un aumento di circa 4 gradi dovuto ai gas serra.
    http://www.pik-potsdam.de/members/feulner/research/forcings/grand_minimum_web.png/image
    questo perche’ l’atmosfera attuale non e’ piu’ come quella del passato,troppi gas serra che la riscaldano.

    sembra che viviate in un mondo tutto vostro,quando invece la realta’ e’ ben diversa
    il sole, è ovvio che esso è in grado di modificare l’andamento climatico, è grazie al sole se abbiamo un clima, a lui dobbiamo la vita, quindi cosa facciamo, discutiamo di una cosa ovvia? Tuttavia nel pianeta terra il clima non è dato solo dal sole, il clima va considerato come rapporto tra l’energia “entrante” e l’energia “uscente”. Sottovalutare il ruolo dell’atmosfera, il ruolo dei gas serra, vuol dire mettere la testa sotto la sabbia come fanno gli struzzi, perché ciò che l’atmosfera riemette verso la superficie terrestre in termini di watt/m2 è più del DOPPIO rispetto alla quantità di energia solare che raggiunge la superficie terrestre!!!
    La quantità media di energia che arriva sopra l’atmosfera è di circa 341,3 watt/m2, di questi vengono riflessi verso lo spazio ben 101,9, mentre dei restanti 240 circa che ne rimangono, 78 vengono assorbiti dall’atmosfera e 161watt/m2 raggiungono la superficie (che è il contributo del sole). Di risposta la terra scaldandosi emette circa 396watt/m2, tra questi 238,5 sfuggono nello spazio, il resto è praticamente assorbito dall’atmosfera e nubi. L’atmosfera si scalda e rimette verso la superficie 333 watt/m2 circa. Quindi, più del doppio. Questo è l’ABC della climatologia.

    saluti cordiali

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  8. Caro Mario, a me l’AGW o il GW non fa nessuna paura, può solo dar fastidio, visto che nel passato quando la Terra è stata di gran lunga più calda la vita era di gran lunga più lussureggiante di adesso (Giurassico)! Le grandi pestilenze e le grandi migrazioni erano il seguito delle grandi carestie causate dai periodi di raffreddamento (crollo dell’impero romano). Nonostante ciò non credo più nel riscaldamento costante, visto che è un dato di fatto che da 12 anni le temperature sono su un plateau, alto si ma stabile. Ci sono altri fattori da considerare.

      (Quote)  (Reply)

  9. Mario :

    La quantità media di energia che arriva sopra l’atmosfera è di circa 341,3 watt/m2, di questi vengono riflessi verso lo spazio ben 101,9, mentre dei restanti 240 circa che ne rimangono, 78 vengono assorbiti dall’atmosfera e 161watt/m2 raggiungono la superficie (che è il contributo del sole). Di risposta la terra scaldandosi emette circa 396watt/m2, tra questi 238,5 sfuggono nello spazio, il resto è praticamente assorbito dall’atmosfera e nubi. L’atmosfera si scalda e rimette verso la superficie 333 watt/m2 circa. Quindi, più del doppio. Questo è l’ABC della climatologia.
    saluti cordiali

    quello è l ABC di wikipedia non della climatologia.. mi sa che anche tu come esperto climatologo, lasci molto a desiderare…

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  10. ciò che l’atmosfera riemette verso la superficie terrestre in termini di watt/m2 è più del DOPPIO rispetto alla quantità di energia solare che raggiunge la superficie terrestre!!

    questo è delirio termodinamico…riesci a leggere(capire) quello che hai scritto?

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  11. alessandro :

    ciò che l’atmosfera riemette verso la superficie terrestre in termini di watt/m2 è più del DOPPIO rispetto alla quantità di energia solare che raggiunge la superficie terrestre!!

    questo è delirio termodinamico…riesci a leggere(capire) quello che hai scritto?

    No ma infatti….

    no comment…questi qui tacciono noi di essere dei sempliciotti, quando sn loro che lo sono più di noi, credendo che dei calcoli computeririzzati riescano a prevdere come sarà il clima tra 100 anni!

    Ritorniamo sempre al solito discorso, dicono che siamo noi che nn vogliamo aprire gli occhi, e nn si accorgono che quelli che hanno davvero il prosiutto davanti agli occhi sn proprio loro…se nn è una religione questa, poco ci manca…anzi come detto più volte qui, la loro è solo una fede cieca ed avida!

    Simon

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  12. @Giovanni

    mi dispiace, ma il toy model ha il valore giusto di un toy..

    hanno simulato l’atmosfera esterna con una ciambella di pvc!!

    allora qui siamo al delirio totale..

    il toy model vero, non è stato mai realizzato, immergere una sfera dentro una “bolla” di gas che a sua volta è immersa nel vuoto ad una temperatura di -270° non è ancora realizzabile in modo affidabile..

    ma sapete come le temperature si scambiano attraverso i gas????

    o pensate che i gas siano degli isolanti termici come vetro-legno-plastica??

    qualsiasi cosa NOI immettiamo nell atmosfera, gas-polveri-SO2 e quant’altro, contribuiamo solo ad una cosa, al raffreddamento globale, quindi al contrario di ciò che si propina nel delirio fantascientifico..

    prova ne è che basta un vulcano incazzato che tira fuori l’impossibile e tutto il globo perde le estati per qualche anno…

    ecco… le nostre automobiline e le nostre fabbrichette, assieme alle scorregge delle mucche, le possiamo assimilare a tanti piccolissimi vulcani fumanti sparsi su tutto il pianeta.. che emettono CO2-SO2 -CH4 polveri e quant’altro.. e come mai questi formerebbero un effetto serra mentre i vulcani VERI no??

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  13. @Mario Giovanni e alessandro agrimensore g
    Se leggete attentamente l’articolo … (se) potrete notare che io mi sto riferendo all’ energia prodotta direttamente dall’uomo e quindi all’ inquinamento termico prodotto dall’ uomo direttamente e non ad un effetto collaterale come l’ effetto serra.
    Quando ho attenuto la prima volta il valore di 295°C mi sono sorpreso, poi ho capito che é tutto a posto e che il sole invia verso la terra la stessa quantità di energia in meno di due ore.

      (Quote)  (Reply)

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