Le interazioni tra aerosol e nuvole

Per prevedere gli impatti del cambiamento climatico, gli scienziati hanno bisogno di comprendere meglio le interazioni tra clima, biosfera, ecosistemi e attività umane. In particolare, risultano poco studiate le interazioni tra aerosol e nuvole, lasciando delle lacune nella comprensione da parte dei climatologi dei sistemi climatici.

L’iniziativa TRANS-ACCLAIM (Tropical rainforest-atmosphere interactions: Achieving a coupled cloud-aerosol interactions model), finanziata dall’UE, ha sviluppato un modello per caratterizzare il modo in cui gli aerosol influiscono sulla formazione delle nuvole al di sopra della foresta amazzonica.

Gli aerosol sono sottili particelle solide o goccioline liquide sospese nell’aria o in un altro gas. Negli ambienti tropicali come la foresta amazzonica, gli aerosol sono prodotti in modi differenti a seconda della stagione.

Nella stagione umida “pulita”, gli aerosol si formano principalmente a partire da gas organici prodotti dagli organismi. Nella stagione secca “inquinata”, tuttavia, la combustione di biomassa rilascia gli aerosol direttamente nell’atmosfera.

TRANS-ACCLAIM ha costruito un modello chiamato CRM-ORG (Cloud Resolving Model with Organics) per simulare il modo in cui una profonda nuvola convettiva si forma e si evolve mentre interagisce con gli aerosol atmosferici.

Concentrandosi sul modo in cui le profonde nuvole convettive tropicali redistribuiscono gli aerosol atmosferici, i ricercatori hanno modellato vari parametri della formazione delle nuvole. Questi includevano la chimica che sta alla base della formazione delle goccioline nella nuvola mediante condensazione del vapore acqueo sulle particelle derivanti dall’aerosol (nucleazione), e il rilascio di aerosol dalle nuvole evaporate.

Il modello ha previsto che l’acido solforico, che si riteneva svolgesse un ruolo dominante nella nucleazione, non forma particelle durante la stagione pulita della foresta amazzonica. Esso ha inoltre mostrato che gli aerosol hanno pochissimi effetti sulle proprietà delle nuvole a basse concentrazioni.

A basse temperature e con una scarsa umidità, tuttavia, gli aerosol organici diventano viscosi e si comportano come semisolidi ad altitudini elevate.

Queste conoscenze relative ai meccanismi dipendenti dalla temperatura per la formazione delle particelle devono essere prese in considerazione quando si progettano dei modelli climatici su larga scala. Il modello CRM-ORG di TRANS-ACCLAIM, combinato con esperimenti nella camera a fumo e alla ricerca sulle emissioni, può essere usato dai decisori politici per disciplinare in modo efficace gli aerosol organici.