L’arrivo di polveri dalla regione del Sahara contribuiscono in modo significativo alla concentrazione di aerosol durante la primavera e l’autunno. Grazie alle misurazioni continue sullo Jungfraujoch e presso la stazione aerologica di Payerne, il loro arrivo può essere rilevato con precisione.
La polvere minerale è una componente importante dell’aerosol atmosferico. Provengono principalmente dalle zone desertiche, ma anche l’erosione del suolo o le attività agricole sono fonti di polvere minerale. Il deserto del Sahara è la fonte principale e emette da 60 a 200 milioni di tonnellate all’anno. Le particelle più grandi ricadono rapidamente al suolo, mentre quelle più piccole possono essere trasportate per migliaia di chilometri e raggiungere l’intera Europa.
La polvere minerale può essere osservata a seguito della colorazione rosso-ocra della pioggia oppure dei depositi sula neve, sui ghiacciai e sul terreno. Dal 2001 presso la stazione di ricerca alpina dello Jungfraujoch si effettuano misurazioni continue, con risoluzione oraria, che permettono di rilevare la presenza di polvere minerale provenienti dal Sahara. Quando un evento di polveri sahariane è atteso, esso è indicato nel bollettino meteorologico. Le date dei più recenti eventi di polvere proveniente dal Sahara sono pubblicate sul sito web di MeteoSvizzera sul.
Gli eventi di polveri sahariane possono essere rilevati mediante strumenti LIDAR. Essi proiettano un raggio laser nell’atmosfera. Presso la stazione aerologia di MeteoSvizera a Payerne dei LIDAR misurano l’altitudine e lo spessore delle nuvole di polvere minerale.
Per esempio, il 30 marzo 2014, uno strato con un’elevata concentrazione di aerosol (colore rosso scuro) è stata rilevata al di sopra di Payerne a partire dalle 00:00 UTC ad una quota compresa fra 4 e 6 km. Nel corso della giornata lo strato di aerosol scese a quote più basse (3 – 5 km) e nel contempo la sua concentrazione diminuì (il colore cambia da rosso a giallo). Nel medesimo periodo le misurazioni effettuate presso la stazione dello Jungfraujoch permisero di stabilire l’origine di questi aerosol, come polveri provenienti dal deserto del Sahara. Alle ore 2.00 si rilevò un secondo strato di aerosol, proveniente dalla Pianura padana, a una quota tra 2 e 3 km. Con il passare delle ore questo strato perse lentamente quota e andò a mischiarsi con l’aria presente negli strati bassi dell’atmosfera.
Gli eventi di polvere del Sahara sono rilevati dal 2001 presso la stazione di misura dello Jungfraujoch. In generale essi contribuiscono in forte misura alla concentrazione di aerosol sopra le Alpi in primavera (da marzo a giugno) e in ottobre e novembre. Di regola in estate gli eventi importanti sono poco presenti mentre in inverno essi sono molto brevi. La metà circa di questi eventi dura solo poche ore e circa un quarto degli eventi 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 35 eventi, corrispondenti a 200-650 ore di presenza della polvere del Sahara sullo Jungfraujoch.
I diversi tipi di particelle di aerosol possono essere distinti in base alle loro proprietà ottiche. Una di queste proprietà è l’albedo di diffusione singola (single scattering albedo). Essa descrive il grado di attenuazione della luce provocato dalla diffusione. È una grandezza importante per stimare la forzante radiativa diretta degli aerosol. Il 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 si rileva la massima albedo nella lunghezza d’onda maggiore (950 nm), mentre solitamente essa è maggiore nelle lunghezze d’onda più corte.
Saharan dust events at the Jungfraujoch: Detection by wavelength dependence of the single scattering albedo and first climatology analysis, 4, 2465-2480, 2004.