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Bassa Atmosfera
Approfondimento |
Chimica del fuoco e la sua importanza a livello globale
Ogni anno bruciano larghe aree del nostro pianeta:
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10 milioni di ettari della foresta boreale a latitudini settentrionali
40 milioni di ettari di foresta tropicale e sub-tropicale
500 - 1000 milioni di ettari di foresta aperta e savana
dove 1 milione di ettari è = 10,000 km2
Immagina l'area:
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 | | 1. L'area dei paesi Europei in milioni di ettari. L'olanda, ad esempio, copre un area di 41,500 km2. Immagine: Elmar Uherek.
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| |  | | 2. Inquinamento sopra la Siberia. Immagine fornita da SeaWiFS Project
Poiché c'è molta attenzione sulla distruzione della foresta pluviale causata dagli incendi, è facile dimenticare le grandi aree di foresta boreale, per esempio, in Siberia e Canada che bruciano ogni anno.Queste foreste boreali coprono un'area di 920 milioni di ettari, rappresentano il 73% delle foreste di conifere globali e il 29% del totale delle foreste nel mondo. Oggigiorno, gli incendi della foresta boreale non sono solo di origine naturale ma sono soprattutto causati dall'uomo. |
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Il bilancio globale del carbonio dovuto allo scambio di CO2 durante il periodo 1850 - 1990.
Valori in Pg Carbonio (Pg C) 1 Pg = 1015 g = 1 miliardo di tonnellate
Le emissioni causate dagli incendi provocati dall'uomo sono un'importante fonte di carbonio atmosferico. |
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3. Anidride carbonica - sorgenti e pozzi- immagine: Elmar Uherek
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Le principali sorgenti sono:
1) il cambiamento nell'utilizzo del territorio (+ 121 Pg C)
2) la combustione di combustibili fossili (+ 212 Pg C)
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I principali pozzi sono:
3) L'assorbimento di CO2 da parte degli oceani (- 107 Pg C)
4) L'assorbimento di CO2 da parte dei continenti (- 82 Pg C)
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L'assorbimento di anidride carbonica da parte dei continenti è ancora poco conosciuto ma si suppone sia soprattutto il risultato dell'aumento della crescita delle piante in luoghi diversi dalle regioni tipicamente afflitte dagli incendi.
Il 90% delle emissioni di CO2 derivanti dal cambiamento di utilizzo del territorio sono dovute alle deforestazione. Un ulteriore problema che si ha nelle foreste pluviali è dato dal fatto che, una volta che le foreste sono bruciate, cresce la vegetazione secondaria. Questa vegetazione secondaria brucia ogni anno. Questo blocca l'attecchimento di nuovi alberi e impedisce la riforestazione.
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3. a) La quantità di CO2 che viene rilasciata annualmente nell'atmosfera dagli incendi di foreste e vegetazione così come dalla conversione di aree forestali in aree coltivate, non è stata quantificata come quella dovuta alle emissioni derivanti dalla combustione del petrolio, del gas naturale e del carbone. Fonte: IPCC AR4 2007 FAQ 7.1 fig. 1
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Gli incendi naturali della vegetazione possono essere fonti di CO2 a breve termine. Nel lungo termine, tuttavia, gli incendi naturali hanno un impatto minimo sui livelli di CO2 o possono addirittura rappresentare un piccolo pozzo per il carbonio (< 0.1 pG C y-1), in quanto i sedimenti contenenti carbonio lo immagazzinano nel terreno. Gli incendi delle foreste aperte e delle savane si verificano in cicli di 1-3 anni su aree molto più grandi rispetto agli incendi della foresta pluviale e hanno un'influenza minima sul sistema climatico.
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4. Spot degli incendi nel mondo. Mappa: dal Centro di monitoraggio di incendi globale.
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Che cosa si forma durante il processo di combustione?
Questo dipende da;
a) di che cosa sono fatte le piante
b) la temperatura della fiamma
c) quanto ossigeno è disponibile
d) se si tratta di un incendio aperto o di una combustione senza fiamma
Di che cosa sono fatte le piante?
Le piante contengono fino al 60% di acqua, anche se il loro contenuto di acqua è generalmente più basso prima della stagione degli incendi in quanto la vegetazione perde molta acqua durante i periodi di siccità.
La composizione elementare tipica della materia organica secca nelle piante è:
carbonio (C) 45%
ossigeno (O) 42%
idrogeno (H) 6%
altro (N, S, P) 7% (S 0.1 - 0.5%)
Le piante di solito contengono i seguenti componenti:
cellulosa ed emicellulosa [carboidrati (C6H10O5)n] 50-70%
lignina 15-35%
più piccole quantità di: proteine, amino acidi, altri metaboliti
minerali fino al 10%
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5. L'immagine mostra un'area forestale durante un incendio e due anni più tardi dopo i tentativi di re-inseminazione e riabilitazione. Foto: Dylan Rader (grandezza piena: 75 K). Wildland fire pictures.
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6. La lignina conferisce al legno la sua struttura. Si forma quando gli zuccheri perdono irreversibilmente acqua per formare i polimeri contenenti anelli aromatici.
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Il processo di combustione
Dopo l'accensione della fiamma i livelli di ossigeno sono sufficientemente alti da permettere la formazione del fuoco aperto. Quando i livelli di ossigeno calano, il fuoco inizia a consumarsi. Durante il periodo di fuoco aperto, si forma una semplice miscela di composti completamente ossidati, inclusa la CO2. L'ossidazione incompleta si verifica durante lo stadio finale dell'incendio quando si forma una miscela complessa di composti che può comprendere anche il metano (CH4) |
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Dopo l'accensione (> 180°C / 450 K) inizia la combustione con fiamma (> 580°C / 850 K). In questa fase sono rilasciate, come prodotti dell'ossidazione, alcune molecole semplici, quali CO2, H2O, NO, N2O, N2 e SO2. Quando i livelli di ossigeno calano, le fiamme si spengono ... |
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... e inizia il consumo (< 580°C / 850 K). Come conseguenza della mancanza di ossigeno, sono rilasciati CO e molti altri composti organici non completamente ossigenati (come ad esempio formaldeide, acetaldeide, metanolo, acetone e metano).
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Pagine collegate
Esempi di incendi e dei gas da essi rilasciati si trovano in:
Bassa Atmosfera - Principi - Unità 2 - Incendio
Ulteriori informazioni sugli incendi nel Mediterraneo e il loro impatto sul clima sono spiegati in:
Cibo e Clima - Principi - Unità 3 - Siccità e Incendio
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A proposito di questa pagina:
Versione italiana: Laura Dini (traduttore) e Michela Maione (revisione linguistica)
autore: Dr. Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry, Mainz
revisione scientifica: Dr. Rolf Sander - Max Planck Institute for Chemistry, Mainz 2004-05-18
ultima pubblicazione: 2004-04-06 |
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