Particolato e clima

Il particolato è una miscela di particelle solide e goccioline liquide che si trova nell’aria. Le particelle nell’aria hanno un effetto sul clima poiché assorbono la radiazione solare a vari livelli e possono influire sulla formazione delle nuvole.

Il nerofumo, come suggerito dal suo nome, è la componente che assorbe maggiormente la luce tra tutte quelle che formano il particolato. Esso è un sottoprodotto della combustione incompleta del combustibile. Comprendere il ruolo del nerofumo nel cambiamento climatico è una delle sfide più importanti che la comunità delle ricerca deve affrontare ed è stata la motivazione del progetto CHEMBC (“Chemical and optical properties of black carbon particles”), finanziato dall'UE.

Gli scienziati nel progetto CHEMBC stanno sfruttando una strumentazione per l’aerosol e tecniche di analisi dei dati all’avanguardia. La spettrografia di massa delle singole particelle è uno dei pochissimi metodi disponibili per determinare lo stato di mescolamento del nerofumo negli ambienti circostanti. I ricercatori stanno studiando le fonti del nerofumo e la sua elaborazione chimica durante il trasporto atmosferico che modifica la sua capacità di disperdere e assorbire la radiazione solare.

I ricercatori hanno sviluppato e applicato delle nuove tecniche di estrazione dei dati per trasformare, per la prima volta, dati sulla massa spettrale in informazioni quantitative sulla composizione delle singole particelle. Il metodo ha consentito di suddividere le fonti di nerofumo a Parigi, Francia, distinguendo le fonti locali con particelle emesse da poco dalle particelle vecchie provenienti da fuori città. La prima applicazione in assoluto dell’entropia dell’informazione e di misure della diversità che arrivano alla composizione delle singole particelle ha consentito la valutazione quantitativa del mescolamento su una scala da zero a 100 %.

Per valutare la tendenza delle particelle di nerofumo ambientale ad accumulare l’acqua atmosferica in base ai dati sulla massa spettrale della singola particella è stato sviluppato un nuovo approccio per l’estrazione dei dati. Convenzionalmente, l’analisi è applicata all’aerosol nel suo insieme. Nell’ambito di CHEMBC, è stata valutata per la prima volta la propensione di ogni singola particella a formare nuove nuvole.

CHEMBC sta dando un importante contributo sia alla precisione dei modelli climatici che alla capacità dei responsabili delle politiche di prendere delle decisioni informate. Il ruolo del nerofumo nel clima è diventato in qualche modo più chiaro, e i metodi e le tecniche sviluppati promettono di gettare nuova luce anche su altri fenomeni collegati al clima.