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La polvere minerale è una componente importante dell’aerosol atmosferico. Essa proviene principalmente dalle regioni desertiche, ma anche l’erosione del suolo o le attività agricole sono fonti di polvere minerale. Il deserto del Sahara ne è la fonte principale e disperde da 60 a 200 milioni di tonnellate all’anno. Le particelle di dimensioni maggiori ricadono rapidamente al suolo, mentre quelle più piccole possono essere trasportate anche per migliaia di chilometri e raggiungere l’intera Europa.
Rilevamento degli eventi di polveri sahariane sullo Jungfraujoch
La polvere minerale può essere osservata tramite la colorazione rosso-ocra della pioggia o dei depositi sulla neve, sui ghiacciai e sul terreno. Dal 2001, presso la stazione di ricerca alpina dello Jungfraujoch, si effettuano misurazioni regolari con risoluzione oraria che permettono di rilevare con precisione la presenza di polvere minerale di origine Sahariana.
Quando è atteso un evento di polveri sahariane, esso è indicato nel bollettino meteorologico. Le date degli eventi più recenti eventi di polvere proveniente dal Sahara sono pubblicate sul sito web di MeteoSvizzera.
Sulle tracce delle polveri sahariane con i raggi laser
Gli eventi di polveri sahariane possono essere rilevati mediante strumenti LIDAR. Essi proiettano un raggio laser nell’atmosfera. Presso la stazione aerologica di MeteoSvizzera a Payerne, degli strumenti LIDAR misurano la quota 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 stato rilevato sopra Payerne a partire dalle 00:00 UTC ad una quota compresa fra 4 e 6 km. Nel corso della giornata, lo strato di aerosol ha raggiunto anche quote più basse (3 – 5 km) in corrispondenza con una diminuzione della sua concentrazione (il colore cambia da rosso a giallo). Nello stesso periodo le misurazioni effettuate presso la stazione dello Jungfraujoch hanno permesso di appurare l’origine di questi aerosol come polveri provenienti dal deserto del Sahara. Alle ore 2.00 è stato rilevato un secondo strato di aerosol proveniente dalla Pianura Padana, situato a una quota tra 2 e 3 km. Con il passare delle ore questo strato si è abbassato mescolandosi così con l’aria presente negli strati più bassi dell’atmosfera.
Climatologia degli eventi di polveri sahariane
Gli eventi di polvere del Sahara vengono rilevati in modo sistematico presso la stazione di misura dello Jungfraujoch dal 2001. In generale essi contribuiscono in notevole misura alla concentrazione di aerosol sopra le Alpi in primavera (da marzo a giugno) e in autunno (ottobre e novembre). Di regola, in estate eventi importanti sono rari mentre in inverno, se si verificano, sono molto brevi. La metà circa di questi eventi dura solo poche ore mentre un quarto degli eventi si protrae per oltre un giorno. L’analisi delle traiettorie mostra che solitamente la polvere minerale impiega da due giorni a una settimana a raggiungere la Svizzera. Ogni anno si registrano da 10 a 35 eventi, corrispondenti a 200-650 ore di presenza di polvere del Sahara sullo Jungfraujoch.
I diversi tipi di particelle di aerosol possono essere distinti in base alle loro proprietà ottiche. Una di queste è l’albedo di diffusione singola (single scattering albedo). Essa descrive il grado di attenuazione della luce per effetto della diffusione, una grandezza importante per la stima del forzaggio radiativo per effetto degli aerosol. Il metodo di rilevamento si basa sull’inversione della dipendenza dalla lunghezza d’onda dell’albedo di diffusione singola nel caso della presenza di polvere minerale. Questo effetto risulta evidente nell’esempio dell’evento di polvere sahariana di metà giugno 2002: durante l’evento la massima albedo è stata rilevata in una lunghezza d’onda maggiore (950 nm), mentre solitamente il massimo si osserva in lunghezze d’onda più brevi.
Saharan dust events at the Jungfraujoch: Detection by wavelength dependence of the single scattering albedo and first climatology analysis, 4, 2465-2480, 2004.