Influsso degli aerosol sul clima

Gli aerosol sono particelle di sostanze liquide o solide, la cui dimensione varia tra nanometri e micrometri. Le concentrazioni di aerosol mutano molto nello spazio e cambiano nel tempo. Queste particelle hanno tendenzialmente un effetto raffreddante sul clima in quanto riflettono nello spazio la radiazione solare. Inoltre, gli aerosol sono necessari per la formazione delle nuvole. Perciò assumono un ruolo importante nell’ambito del monitoraggio e della ricerca climatici.

Gli aerosol sono particelle solide o liquide presenti nell’aria. Si formano attraverso processi naturali (erosione del suolo, sale marino, incendi di boschi) o sono di origine antropica (combustione di petrolio, carbone, gas naturale o legna, agricoltura, traffico e altro). Benché possano avere conseguenze negative per la salute dell’uomo, gli aerosol svolgono un ruolo importante per il clima. Infatti, essi sono gli unici componenti della nostra atmosfera ad avere un effetto raffreddante sul clima in quanto, a dipendenza della composizione chimica delle particelle, gli aerosol riflettono la radiazione solare verso lo spazio riducendo la temperatura della superficie. D’altra parte, gli aerosol sono necessari per la formazione delle nuvole. Svolgono un ruolo di cosiddetti nuclei di condensazione per le nuvole: se l’aria è satura di acqua, quest’ultima condensa sulla superficie degli aerosol formando in tal modo delle gocce di nuvola. Maggiore è il numero di queste gocce, che collidono tra loro, più rapidamente crescono fino a formare gocce di pioggia che cadono al suolo. Se in una nuvola già formatasi il numero di aerosol accresce, aumentano anche le gocce di nuvola, che tuttavia diventano più piccole. Il risultato è, da un lato, che vista dall’alto la nuvola risulta più chiara; essa riflette più luce aumentando l’effetto raffreddante sul clima. D’altra parte è possibile che ritardi e addirittura riduca la formazione di precipitazioni.

Gli effetti raffreddanti degli aerosol sono accettati dalla comunità scientifica. Tuttavia è noto che le cifre a questo proposito sono affette da grandi incertezze nonostante gli importanti progressi degli ultimi decenni in questo contesto.

Monitoraggio degli aerosol

L’obiettivo del programma internazionale Global Atmosphere Watch (GAW) è di rilevare, nel corso dei decenni, l’evoluzione temporale dell’inquinamento dell’aria dovuto agli aerosol e le loro caratteristiche in riferimento agli influssi sul clima. Il programma di monitoraggio è condotto dal laboratorio di chimica atmosferica del Paul Scherrer Institute (PSI). La stazione GAW è situata sullo Jungfraujoch (3580 m slm). Le osservazioni di questa stazione sono tra le più complete al mondo.

Considerata l’altezza dello Jungfraujoch, la stazione di misura si trova in parte nella troposfera libera. La troposfera è lo strato dell’atmosfera in cui avvengono la maggior parte dei fenomeni meteorologici. Essa si suddivide in strato limite terrestre – lo strato più basso dell’atmosfera, alimentato regolarmente dagli aerosol provenienti dai processi naturali e dalle attività umane – e la troposfera libera. Quest’ultima è per così dire staccata dallo strato limite. Gli aerosol sono trasportati verticalmente fino a raggiungere la troposfera libera. Perciò le concentrazioni degli aerosol sullo Jungfraujoch sono tipicamente inferiori che nelle basse zone abitate, situate nello strato limite terrestre.

Per tutti i parametri degli aerosol misurati, sullo Jungfraujoch è possibile osservare un anno caratteristico. Ciò è dovuto al trasporto verticale estivo dell’aria carica di aerosol dallo strato limite verso le montagne e la troposfera libera. In estate l’aria sopra l’Altopiano si riscalda e sale in quota perché è più leggera di quella fredda.

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