Non proprio. Ci sono solo poche cose che devi sapere, alcune delle quali ti sono probabilmente già familiari, per capire l’idea di base dell’effetto serra e perché è così importante per la Terra.
Sai che quando stai alla luce del sole, ti senti più caldo di quando sei all’ombra, quindi puoi sentire che la luce (energia radiante) che il sole emana trasporta energia che può riscaldare un oggetto – tu. Anche se di solito non si può vedere, tutti gli oggetti emettono energia radiante e a volte si può sentire questa energia. Per esempio, se c’è una pentola di acqua calda sul tuo fornello, puoi sentire l’energia radiante che emana senza toccarla. Di solito si chiama ciò che si sente “calore”, ma è più accurato pensare ad esso come ad un tipo di luce invisibile chiamata “radiazione infrarossa” che riscalda la pelle, proprio come la luce del sole. La quantità di energia della radiazione infrarossa che un oggetto riscaldato emette dipende dalla sua temperatura – più alta è la temperatura, più energia viene emessa. Come sai, puoi facilmente distinguere tra un oggetto caldo e uno caldo tenendo la tua mano vicino agli oggetti e sentendo la differenza dell’effetto di riscaldamento sulla tua pelle.
Queste idee sono fondamentali per capire il bilancio energetico tra il sole e la Terra. Proprio come la luce del sole ti riscalda, riscalda anche la superficie della Terra. La Terra non continua a diventare sempre più calda quando assorbe energia dal sole, perché cede energia allo spazio come radiazione infrarossa invisibile. Per raggiungere l’equilibrio energetico, la quantità di energia della radiazione infrarossa emessa dalla Terra deve essere uguale alla quantità di energia assorbita dalla luce solare. La quantità di energia della radiazione infrarossa che la Terra emette dipende dalla sua temperatura. La temperatura media della Terra necessaria per l’equilibrio energetico con il sole sarebbe un frigido -18 °C (0 °F), se non ci fosse l’effetto serra atmosferico. L’effetto serra ha mantenuto la temperatura media della Terra molto più alta per miliardi di anni, rendendo possibile l’evoluzione della vita come la conosciamo. Negli ultimi millenni la temperatura media della Terra è stata di circa 15 °C (59 °F).
La figura sottostante illustra come i gas serra mantengono la Terra più calda di quanto sarebbe senza di loro. L’energia del sole è mostrata sulla sinistra dove si vede che una parte dell’energia radiante del sole passa attraverso l’atmosfera, viene assorbita e riscalda la superficie terrestre. Il resto viene riflesso, in gran parte dalle nuvole nell’atmosfera e dal ghiaccio e dalla neve sulla superficie, e non viene assorbito. L’energia persa dalla Terra è mostrata sulla destra dove sono mostrati i destini della radiazione infrarossa emessa (ceduta) dalla Terra. La freccia rossa dritta che passa dalla superficie attraverso l’atmosfera rappresenta la frazione della radiazione infrarossa emessa che passa nello spazio attraverso l’atmosfera senza cambiamento. Il resto della radiazione infrarossa, la freccia rossa spessa, è assorbita dai gas serra e dalle nuvole nell’atmosfera e poi riemessa in tutte le direzioni come mostrato dall’insieme di frecce arancioni. Questa capacità di assorbire e riemettere la radiazione infrarossa è il requisito critico dei gas a effetto serra. Tutti i gas le cui molecole hanno tre o più atomi sono gas a effetto serra – l’anidride carbonica (CO2), il vapore acqueo (H2O) e il metano (CH4) sono importanti gas a effetto serra che hanno mantenuto la calda temperatura della Terra per miliardi di anni.