Eventi di polveri sahariane

In primavera e in autunno gli eventi di polveri sahariane contribuiscono in modo importante ad aumentare le concentrazioni di aerosol. Grazie ai rilevamenti continui sullo Jungfraujoch e presso la stazione aerologica di Payerne questi eventi possono essere rilevati con precisione.

La polvere minerale è una componente importante dell’aerosol atmosferico e il Sahara è la sua principale fonte. Con forti venti e una grande turbolenza accade regolarmente che nelle regioni desertiche dell’Africa del Nord le particelle di sabbia sono sollevate nell’atmosfera ad alcuni chilometri di quota. Le particelle più grandi ricadono rapidamente al suolo, mentre in presenza di una forte corrente meridionale in quota le più piccole possono essere trasportate fino alla Alpi svizzere.

Ultimi eventi di polveri sahariane

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Conferma degli eventi di polvere sahariana sullo Jungfraujoch

In passato il contributo della polvere minerale alle concentrazioni di aerosol in Europa era stimato in base alle precipitazioni colorate o ai quantitativi di polvere raccolti nella neve e nel ghiaccio. Da alcuni anni nella stazione di ricerca alpina dello Jungfraujoch si effettuano misurazioni continue delle proprietà ottiche degli aerosol a diverse lunghezze d’onda. Questi rilevamenti hanno permesso di sviluppare un nuovo metodo operazionale in grado di riconoscere il manifestarsi di eventi di polvere del Sahara con una risoluzione temporale oraria. Oggi è quindi possibile esaminare la frequenza di eventi di polvere sahariana nelle Alpi.

L’albedo di diffusione singola (single scattering albedo) descrive il grado di attenuazione della luce provocato dalla diffusione. È una grandezza importante per stimare la forzante radiativa diretta degli aerosol. Il nuovo metodo di rilevamento si basa sull’inversione della dipendenza dalla lunghezza d’onda dell’albedo di diffusione singola in presenza di polvere minerale. Questo effetto risulta evidente nell’esempio dell’evento di polvere sahariana di metà giugno 2002: durante l’evento nella lunghezza d’onda maggiore (950 nm) si rileva la massima albedo, mentre solitamente essa è maggiore nelle lunghezze d’onda più corte.

Sulle tracce delle polveri sahariane con raggi laser

Gli eventi di polveri sahariane possono essere rilevati mediante strumenti LIDAR come quelli utilizzati presso la stazione aerologica di MeteoSvizzera a Payerne. Essi proiettano un raggio laser nell’atmosfera, dove la luce reagisce con le particelle. Una parte della radiazione è riflessa verso la superficie terrestre e può essere catturata e analizzata. Questo sistema consente di rilevare i profili degli aerosol e individuare eventuali eventi di polveri sahariane.

Questi strumenti permettono di rappresentare la stratificazione della troposfera come quella del 10 aprile 2011 raffigurata nella figura . Alle 6.00 si rilevò uno strato con un’elevata concentrazione di aerosol a una quota di 6000 metri sopra Payerne. Nel giro di nove ore lo strato di aerosol scese a 2000 metri di quota e nel contempo la sua concentrazione aumentò. Alle 12.00 si rilevò un secondo strato di aerosol a una quota di 4000 metri, che, nelle 15 ore successive, scese a 2000 metri. I rilevamenti effettuati durante lo stesso intervallo di tempo sullo Jungfraujoch confermarono le elevate concentrazioni di aerosol e identificarono le particelle come polveri sahariane.

Climatologia degli eventi di polveri sahariane

Gli eventi di polvere del Sahara sono rilevati dal 2001. In generale essi contribuiscono in forte misura alle concentrazioni di aerosol sopra le Alpi in primavera (da marzo a giugno) e in ottobre e novembre. In estate gli eventi si riducono e in inverno sono molto brevi. La maggior parte di questi eventi (48%) dura solo poche ore, ma il 24% si protrae per più di un giorno. L’analisi delle traiettorie mostra che solitamente alla polvere minerale occorrono da due giorni a una settimana per raggiungere la Svizzera. Ogni anno si registrano da 10 a 34 eventi, corrispondenti a 200-650 ore di presenza della polvere del Sahara sullo Jungfraujoch. Durante un simile evento la concentrazione oraria di queste polveri è in media di 0,8 µg/m³. Nella media annuale questo quantitativo corrisponde al 24% della concentrazione totale in massa di aerosol.

Bibliografia

Saharan dust events at the Jungfraujoch: Detection by wavelength dependence of the single scattering albedo and first climatology analysis , 4, 2465-2480, 2004. (in inglese)

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