Cos'è il budget di calore?
L'equilibrio tra il calore che entra e esce da un'entità è il suo budget di calore. Questo termine può essere usato in molti contesti, ma spesso si riferisce specificamente alla Terra, che riceve calore dal sole e perde calore in vari modi per mantenere l'equilibrio. Se la Terra perdesse più di quanto guadagnasse, si raffredderebbe e se trattenesse il calore, si riscalderebbe. Alcuni ricercatori sono interessati al bilancio termico di aree specifiche della Terra, come gli oceani, perché svolge un ruolo importante nel clima.
Gran parte del calore della Terra proviene dall'insolazione, dalla radiazione in arrivo dal sole. Parte di questo rimbalza prima di raggiungere la superficie del pianeta, dove viene assorbito dall'aria, dall'acqua e dal suolo. Nel corso dell'anno, l'insolazione in arrivo può variare in base alla regione perché la Terra si muove nello spazio. Ci sono anche fonti secondarie di calore al lavoro, come i processi biologici e chimici sulla Terra che generano calore. Il decadimento radioattivo, ad esempio, produce calore.
Il calore non rimane al suo posto quando colpisce la Terra; se lo facesse, alcune aree della Terra diventerebbero estremamente calde, mentre altre sarebbero piuttosto fredde. Circola attraverso una varietà di meccanismi. Gli oceani, ad esempio, irradiano il calore che raccolgono, che riscalda l'aria sopra di loro. Le masse d'aria calda iniziano a muoversi, portando calore con loro. La circolazione di queste masse d'aria può creare una varietà di condizioni meteorologiche che distribuiscono il calore e gli permettono di irradiarsi lentamente nello spazio.
Gli squilibri da una regione all'altra si uniformano nel tempo con la circolazione del calore attraverso l'atmosfera. I ricercatori interessati alla scienza del clima usano il budget di calore nei loro calcoli e proiezioni per saperne di più sui modelli meteorologici attuali e per prevedere cosa potrebbe emergere in futuro. Man mano che i ricercatori apprendono di più, a volte confutano le ipotesi precedenti o scoprono nuove informazioni sulle origini del clima terrestre. Il bilancio termico della Terra non è stato sempre perfettamente bilanciato, e questo si è spostato quando le condizioni sono cambiate e hanno contribuito alla formazione dell'atmosfera.
Sono disponibili numerosi strumenti per misurare il calore in arrivo, le fonti di calore sulla Terra e vari mezzi per far perdere calore al pianeta per mantenere le condizioni stabili. La ricerca sul bilancio del calore può includere osservazioni satellitari dallo spazio, nonché esperimenti e osservazioni di laboratorio per saperne di più sui processi fisici, chimici e biologici associati al calore. I ricercatori possono anche utilizzare la modellazione al computer per attività come la previsione di ciò che potrebbe accadere quando l'area delle calotte polari diminuisce.