Equilibrio radiativo

La Terra viene colpita continuamente da un flusso energetico proveniente dal Sole. Le radiazioni solari sono in parte diffuse, riflesse e deviate dall'atmosfera terrestre e dall'effetto albedo, circa il 47% dei raggi solari giunge sulla Terra. L'arrivo delle radiazioni solari causa il riscaldamento del pianeta che, a sua volta, assorbe il calore e lo riemette verso l'alto, come accade per qualsiasi oggetto riscaldato.

Ad esempio, se mettiamo un oggetto metallico sotto i raggi solari per qualche ora e poi lo spostiamo all'ombra, lo sentiremo ancora caldo per molti minuti ( es. corpo nero ). L'oggetto sta continuando a emettere il calore precedentemente assorbito. Lo stesso fenomeno accade al nostro pianeta.

Nel corso del tempo viene a crearsi una sorta di equilibrio tra le radiazioni solari in arrivo e le radiazioni emesse dalla Terra, detto equilibrio radiativo.

L'origine del vento e delle correnti marine

Lo scambio di energia tra il Sole e il nostro pianeta non è regolare e continuo per due ragioni.

1. La superficie terrestre non è omogenea. In primo luogo, la superficie terrestre ha territori con diverse caratteristiche e proprietà ( mare, foreste, montagne, ghiacciai, ecc. ).
2. Il moto di rotazione terrestre. In secondo luogo, la Terra è un pianeta con un moto di rotazione e la superficie colpita dai raggi solari non è la stessa, si alterna tra giorno e notte ogni 24 ore.

Questa irregolarità nello scambio energetico è all'origine di molti fenomeni naturali, come il vento e le correnti marine.

Ad esempio, nelle ore del giorno le radiazioni solari riscaldano contemporaneamente la superficie terrestre e marina. La prima si riscalda più rapidamente della seconda. Al calare della notte la superficie terrestre si raffredda rapidamente mentre quella marina continua a rilasciare il calore assorbito anche durante le ore notturne.

Il calore assorbito dal mare viene trasmesso dall'idrosfera nell'atmosfera terrestre tramite l'evaporazione dell'acqua ( vapore acqueo ). Si creano così delle differenze termiche tra zone diverse dell'atmosfera e del mare che danno origine allo spostamento delle masse d'aria, tramite il vento, e delle masse d'acqua, tramite le correnti marine. Infine il vapore acqueo presente nelle nubi si condensa e ricade sotto forma di precipitazioni piovose, grandine o neve. È l'ultima fase del ciclo dell'acqua.

Cosa accadrebbe se la Terra non girasse su se stessa?

Lo scambio di energia tra atmosfera e idrosfera non si verificherebbe allo stesso modo se la Terra non avesse un moto di rotazione e se la superficie del pianeta fosse omogenea in ogni suo punto. In quest'ultimo caso ipotetico, una faccia della Terra sarebbe continuamente esposta ai raggi solari fino a diventare incandescente, mentre l'altra si presenterebbe perennemente coperta dai ghiacci.