La teoria del riscaldamento globale presuppone una temperatura media costante sulla superficie della Terra risultato di un equilibrio fra la quantità di luce solare assorbita e la quantità di radiazione infrarossa emessa. Mediamente nell’arco di un anno si stima che i flussi di energia in uscita ed in entrata siano compresi fra 235 e 240 watt/m2.
Vapore acqueo, nuvole, anidride carbonica e metano (cosiddetti gas serra) influenzano la velocità con cui la terra perde radiazione infrarossa nello spazio. Sembra acquisito che aggiungendo più CO2, in particolare, riesce a sfuggire nello spazio meno energia correlata alla radiazioni infrarosse e ciò provoca una tendenza al riscaldamento nell’atmosfera inferiore e un raffreddamento nell’atmosfera superiore.
Si crea quindi un squilibrio energetico (va persa meno radiazione infrarossa rispetto all’energia luminosa in arrivo dal sole) con un conseguente aumento della temperatura. Questo aumento di temperatura a sua volta aumenta la fuoriuscita di radiazione infrarossa fino al raggiungimento di un nuovo equilibrio con la luce solare assorbita.
L’unico modo in cui l’energia può lasciare la terra è attraverso la radiazione termica. I trasferimenti di energia non sono però solo radiativi; le correnti d’aria convettive responsabili delle variazioni climatiche trasportano il calore in eccesso lontano dalla superficie tenendo la temperatura media sotto valori inferiori a quelli derivabili dalla sola teoria radiativa.
Aumentando la CO2 aumenta la temperatura ma nel contempo l’intero sistema climatico si riallinea. Gli altri gas serra e le nuvole possono modificare a loro volta i valori del riscaldamento. Questi altri cambiamenti correlati alla temperatura determinano “ritorni” o “feedback” definendo la cosiddetta “sensibilità climatica”. Se questi ritorni diventano significativi (quindi alta “sensibilità climatica”) il riscaldamento globale potrebbe essere catastrofico.
Secondo una corrente di pensiero minoritaria non è l’aumento della temperatura che determina il riscandamento globale, quanto piuttosto la circolazione dell’aria caratteristica che si instaura per lunghi periodi; tale circolazione d’aria predominante in determinate zone del pianeta provocherebbe siccità, in altre inondazioni, magari un freddo inverno in un continente ed un contestuale caldo inverno in un altro continente.
