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Figura 1.
La tabella mostra per l’anno 2018 un esempio di bilancio energetico nazionale. Le fonti energetiche che contribuiscono a soddisfare il consumo interno di energia sono suddivise in combustibili solidi, gassosi, liquidi, energia rinnovabile ed energia elettrica. Il consumo interno lordo è dato dalla somma dell’energia primaria prodotta e dell’energia importata detratta dell’energia esportata e della variazione netta delle scorte delle fonti primarie e secondarie. Per arrivare al consumo netto vi sono poi le perdite di distribuzione e la parte di energia primaria che viene convertita in energia elettrica o viene utilizzata direttamente per i vari impieghi finali. Fonte: ARERA su dati del Ministero dello sviluppo economico e di Terna.
Figura 2.
Fonte dati : Ministero dello Sviluppo Economico
(https://dgsaie.mise.gov.it/ben.php)
Dal bilancio energetico possono essere desunte importanti informazioni qua- li i consumi interni lordi, i consumi finali di energia, il grado di dipendenza dall’e- stero, la struttura di offerta per fonti primarie, le perdite di trasformazione, la struttura della domanda per settori di impiego e il legame tra settore/uso/fonte. Inoltre, dal confronto dei bilanci energetici degli ultimi anni si può rilevare lo sviluppo del processo di transizione energetica: ad esempio nella figura 2, ricavata dai bilanci nazionali a partire dal 1997, si può rilevare l’aumento della produzione di energia rin- novabile in Italia rispetto alle altre fonti; nella figura 3, la crescita del solo contributo
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Bibliografia
- Enea, Dipartimento Unità Per L’efficienza Energetica. “Glossa- rio Le Parole Dell’energia” 2019. - Autorità per l’energia elettrica e il gas. “Relazione annuale anni 1999 – 2005”. - Governo italiano Minis- tero dello sviluppo economico, “Bilancio energetico nazionale”. Figura 3.
Fonte dati : Ministero dello Sviluppo Economico (https://dgsaie.mise.gov.it/ben.php) autori Elisa Palazzi Claudio Cassardo Tommaso Orusa
/Bilancio energetico terrestre/ Earth’s Energy Budget
Il clima terrestre è una macchina complessa i cui ingranaggi sono messi in moto dall’energia in arrivo dal Sole. Il bilancio energe-
tico Sole-Terra rappresenta l’equilibrio tra l’energia che la Terra
riceve dal Sole e l’energia che la Terra irradia nello spazio esterno dopo essere stata distribuita tra le diverse componenti del siste-
ma climatico terrestre, come l’atmosfera, l’idrosfera, la criosfe- ra, la biosfera, il suolo e il sottosuolo.
Una parte della radiazione che la Terra riceve dal Sole vie- ne riflessa dalle superfici con un elevato potere riflettente (cioè alta albedo), come le nubi spesse e dalla sommità mol- to bianca in atmosfera o le aree coperte da neve e ghiaccio al suolo mentre la restante parte, il 70% circa, viene assorbita: in parte dall’atmosfera (circa 1/3) e, in misura maggiore, dal- la superficie terrestre (suolo e, soprattutto, oceano).
La radiazione solare assorbita, tuttavia, è distribuita in modo non uniforme sul Pianeta. La curvatura terrestre, infatti, fa sì che la radiazione in arrivo dal Sole vari con la latitudine e sia più dilu- ita alle latitudini maggiori, dove si distribuisce su una superficie più ampia, mentre sia più concentrata vicino all’equatore. Questo fatto, unito alla presenza di estese superfici coperte di ghiacci e nevi ai poli, fa sì che le alte latitudini assorbano meno radiazione solare di quelle prossime all’equatore. L’inclinazione dell’asse di rotazione terrestre, inoltre, fa sì che le regioni polari non vedano la luce del Sole durante l’inverno. Quando la superficie terrestre si scalda emette a sua volta energia sotto forma di radiazione
ambito disciplinare fisico
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infrarossa (da noi percepita come calore) e la quantità di energia emessa è proporzionale alla temperatura della superficie che la emet- te, e perciò dipende anch’essa dalla latitudine. Se calcoliamo il bilancio tra l’energia assorbita e quella riemessa in ciascuna fascia latitudinale, scopriamo che ai tropici la quantità di luce so- lare assorbita supera la quantità di calore che la superficie stessa riemette e ciò produce un guadagno netto di calore, mentre l’opposto av- viene alle alte latitudini, dove si ha una perdita
netta di calore (si veda la figura). L’atmosfera e l’oceano lavorano senza so- sta per compensare questo squilibrio, spo- stando il calore in eccesso ai tropici verso i poli attraverso l’evaporazione dell’acqua di superficie, la convezione, le precipita- zioni, i venti e la circolazione oceanica.
La Terra è molto vicina a essere, su tempi lun- ghi, in condizioni di equilibrio radiativo: la si- tuazione in cui la frazione di energia solare in ingresso assorbita è bilanciata da un ugua- le flusso di calore verso lo spazio. In questa condizione, la temperatura media globale si mantiene relativamente stabile. A livello glo- bale, nel corso dell’anno, il sistema Terra (ter- re emerse, oceani e atmosfera) assorbe e poi irradia nello spazio una media di circa 340 watt di energia solare per metro quadrato. Qualsiasi elemento o forzante in grado di
agire su questo bilancio di energia, modifi- cando la quantità di energia solare in entra- ta nel sistema, modificando la frazione che viene assorbita, o modificando la quantità di energia infrarossa in uscita dal sistema, può portare a una modifica della temperatu- ra media globale che è il risultato del bilan- cio di energia, e quindi nel clima della Terra. Diversi fattori sono in grado di alte- rare questo equilibrio, e possono es- sere di origine naturale o antropica: modifiche nella quantità di radiazione in arri- vo dal Sole (dovuto a variazioni nelle caratte-
ristiche orbitali o alla dinamica interna della nostra stella); modifiche nella composizio- ne atmosferica (principalmente nella con- centrazione di aerosol e di gas serra che hanno un potere climalterante); modifiche nell’albedo (riflettività) della superficie e dell’atmosfera (ad esempio legate a cam- biamenti nella copertura nuvolosa, nella vegetazione e nell’estensione delle aree co- perte da neve e ghiaccio e nei diversi tipi di utilizzo del suolo e del territorio).
Il flusso termico netto viene attenuato soprat- tutto diventando parte del calore contenuto nell’oceano, fino a quando non si stabilisce un nuovo stato di equilibrio tra le radiazioni e la risposta climatica.
Bibliografia
- Dickinson, Robert E. “Land surface processes and climate—Surface albedos and energy balance.” Advances in geophys- ics. Vol. 25. Elsevier, 1983. 305-353. - North, Gerald R., Robert F. Cahalan, and James A. Coakley Jr. “Energy balance climate models.” Reviews of Geophysics 19.1 (1981): 91-121. - Wild, Martin, et al. “The energy balance over land and oceans: an assessment based on direct observations and CMIP5 climate models.” Climate Dynamics 44.11-12 (2015): 3393-3429. Surplus di energia nella zona equatoriale e tropicale e deficit di energia alle alte latitudini. Le latitudini sono mostrate nell’asse delle ascisse e i valori si intendono mediati lungo tutte le longi- tudini. Immagine riadattata da The COMET Program.