|
Ricordando l'enunciato di Clausius relativo alla seconda legge della termodinamica, che afferma che l'entropia dell'universo tende ad aumentare verso un massimo, possiamo ragionevolmente affermare che finché il Sole continuerà a splendere l'entropia dell'universo continuerà ad aumentare, senza però raggiungere il massimo.
Partendo da questa considerazione e ragionando sui principi base dell'entropia e dell'energia, possiamo descrivere come funziona il sistema Terra-Sole. Analizzando questo sistema, possiamo capire come le scelte fatte dall'uomo, attraverso le organizzazioni sociali che si è dato per governare la vita collettiva ed individuale, abbiano dato origine alle trasformazioni climatiche che sempre più stanno incidendo sull'ambiente dove si svolge la nostra vita.
|
|
|
All'interno del Sole sono "bruciati" idrogeno ed elio, attraverso reazioni nucleari. L'idrogeno è composto di un protone e di un elettrone; l'elio di due protoni, due neutroni e due elettroni. Alle temperature altissime presenti all'interno del Sole (intorno ai 14 milioni di gradi), nuclei di idrogeno si fondono insieme, formando nuclei di elio: in questo processo si ha una leggera perdita di massa, che si trasforma in energia radiante. Si liberano così quantità immense di energia. capaci di riscaldare la superficie del Sole fino a farle assumere il colore bianco, a circa 5700 °C. Dalla superficie incandescente l'energia si irraggia in tutte le direzioni, sotto forma di radiazione.
La Terra, posta a 149,5 milioni di chilometri dal Sole, intercetta una piccola quantità di quest'energia, per l'esattezza una parte su 200 milioni, corrispondente a 2 X 1017 J/s (due per dieci alla diciassettesima Joule al secondo).
L'energia solare che raggiunge il pianeta ad ogni secondo, misurata nel momento in cui arriva perpendicolarmente su una superficie di un metro quadrato posta là dove finisce l'atmosfera terrestre, è di 1370 J, cui corrisponde la potenza di 1370 watt e un irraggiamento (che è il rapporto tra la potenza termica e la superficie che la riceve), pari a 1370 watt/mq.
|
|
|
La radiazione solare che giunge sulla Terra si distribuisce su tutta la sua superficie sferica, perché la Terra ruota attorno al proprio asse. Può essere significativo rilevare che, nel corso di un anno, riceviamo un flusso di radiazioni solari medio, sull'intera superficie degli strati alti dell'atmosfera, di circa 350 watt per metro quadrato.
Bilancio energetico della terra
Dell'intero flusso di radiazioni solari che colpiscono la Terra, il 31% è riflesso dall'atmosfera nello spazio, il 14% è assorbito dall'atmosfera e poi irradiato nello spazio e verso la superficie della Terra, il rimanente 55% arriva sulla superficie della Terra che riceve pertanto, all'equatore, 753 watt per metro quadrato, sempre nell'arco di un anno.
Di questo 55% dell'energia che arriva alla Terra, il 30% serve per alimentare il ciclo dell'acqua, dall'evaporazione degli oceani, dei laghi, ecc. alle conseguenti precipitazioni; uno 0,3% per generare i cicli convettivi delle masse d'aria e d'acqua, ovvero la circolazione atmosferica e le correnti marine; circa il 9% è riflesso dalla Terra, mentre lo 0,2% dell'energia solare è utilizzato dalle piante attraverso la fotosintesi clorofilliana, il rimanente 15,5 è assorbito dal terreno. Questa piccola quantità di energia è alla base di tutto il ciclo alimentare e della vita di organismo; ad essa dobbiamo inoltre tutti i giacimenti di combustibili fossili, che derivano da materiale organico.
L'effetto complessivo degli scambi termici che avvengono sulla Terra è di mantenere costante la sua temperatura media.
|
|
