Inquinamento atmosferico – Parte prima. L’inquinamento termico delle città e i suoi effetti sul clima

Postato di francesco.giulianolt su Dic 11, 2018 in Scienza

Il clima (dal greco klima significa inclinazione) di una data regione geografica della Terra dipende dall’inclinazione dei raggi solari (che il lettore può immaginare come un fascio di tante frecce proiettate dal Sole sulla Terra) sulla sua superficie. Esso è mediamente lo stato atmosferico che raggruppa fenomeni e grandezze fisiche ad essi collegati (precipitazioni, vento, temperatura, pressione, ecc.) che avvengono nell’atmosfera in un intervallo temporale di almeno trent’anni. Tale regione, per semplicità, la chiamiamo col termine scientifico ecosistema. In essa si instaurano determinati equilibri chimico-fisici (evaporazione dell’acqua, precipitazioni atmosferiche, ecc.) e biochimici (respirazione, fotosintesi clorofilliana, processi fermentativi nella biomassa, ecc.). Dal clima dipendono quindi le caratteristiche dell’ecosistema, quale la sua popolazione suddivisa rispettivamente in flora (vegetale) e fauna (animale). Il clima incide anche sulle attività economiche e su tutto ciò che da queste dipende, quale in primis la cultura della popolazione nella sua accezione più ampia, che in essa vive. Quando sul clima e sulla sua variabilità influiscono i prodotti delle attività antropiche (calore, fumi e con essi i particolati come  i pm10, i pm2,5, ecc., vapori, umidità, sostanze di varia natura come gli idrocarburi, gli idrocarburi alogenati, le diossine, gli ossidi di azoto NO_x, biossido di zolfo SO₂, biossido di carbonio CO, metano CH₄, ozono O3, ecc.) in modo significativo, producendo eventi che ne alterano gli equilibri naturali, equilibri che sono dinamici, si parla di inquinamento climatico. Quando uno o più di questi equilibri vengono perturbati, prima che si instaurino nuovi equilibri ci vuole un lasso di tempo più o meno lungo e, in questo tempo, possono avvenire dei disastri meteorologici. Per comprendere cosa significhi ciò, si consideri questa analogia: il galleggiamento di una barca in mare corrisponde ad uno stato di equilibrio. Se un urto contro uno scoglio provoca una falla, nella barca entra dell’acqua che la fa sprofondare rapidamente facendole perdere l’equilibrio iniziale. Si determina cioè uno stato che si chiama perturbazione. Per ripristinare l’equilibrio, allora, bisogna pompare al di fuori della barca l’acqua ad una velocità superiore a quella con la quale l’acqua vi entra e questo richiede del tempo. Il fatto che la barca continui a galleggiare mentre l’acqua da una parte entra e dall’altra esce dà l’idea che l’equilibrio è dinamico e non statico.

Sulla base di queste precisazioni, l’ecosistema in termini scientifici può essere trattato come un sistema il quale, dal punto di vista termodinamico, può essere isolato, chiuso e aperto. Un sistema, in effetti, è idealmente una porzione della materia che può avere diverse relazioni di scambio sia di massa (materia) che di energia con la parte rimanente dell’ambiente.

Quando il sistema non può avere scambi né di massa né di energia con l’esterno (situazione difficile da ottenersi), si dice isolato. In un sistema chiuso, invece, avvengono con l’ambiente circostante soltanto scambi di energia, mentre in un sistema aperto si hanno scambi sia di energia che di massa con l’ambiente. Ad esempio, una città con tutte le attività economiche, culturali e abitudinarie della sua popolazione è un sistema che si può studiare come un sistema aperto, dove si produce, tra l’altro, calore dovuto sia al riscaldamento domestico sia alle attività più svariate dei vari enti produttivi e non, al riscaldamento prodotto dal traffico cittadino degli autoveicoli e dall’uso delle macchine industriali, a cui si aggiunge quello che deriva dagli impianti chimici, tessili, meccanici, alimentari, ecc.. Tutto questo calore ovviamente si accumula nell’atmosfera della città, la cui temperatura aumenterà. Di conseguenza, poiché il calore si trasmette da un punto a temperatura più alta a quello a temperatura più bassa, tale calore si trasmetterà nell’ambiente limitrofo alla città. In definitiva, tale inquinamento termico prodotto avrà delle ripercussioni indirette rovinose a livello più ampio, addirittura su scala globale. Ciò potrebbe essere confermato dall’ipotesi del 1979, chiamata effetto farfalla, avanzata dal fisico Edward Lorenz, secondo la quale si può avere da un evento trascurabile un evento di portata smisurata. Infatti, per fare capire il significato di ciò, Lorenz ipotizzò che un battito di ali di una farfalla in Brasile avrebbe potuto provocare un uragano nel Texas. Da ciò si può comprendere quanto dannoso e pericoloso possa essere il riscaldamento prodotto nelle città. (continua)

Francesco Giuliano