Nuvole temporalesche più grandi e di lunga durata a causa dell'inquinamento

Un nuovo studio rivela come l'inquinamento produca tempeste che ci lasciano con nuvole più durature, più grandi e più dense. Durante il mese di novembre il Atti della National Academy of Sciences (PNAS), ha pubblicato alcuni risultati che chiudono un lungo dibattito. Rivelano come l'inquinamento influisce sul riscaldamento globale. Questo lavoro contribuirà a migliorare l'accuratezza dei modelli meteorologici e climatici.

La maggior parte dei ricercatori lo ha pensato inquinamento atmosferico provoca nubi temporalesche più grandi e di lunga durata rendendo i fronti temporaleschi più suscettibili alle correnti d'aria e provocando convezione interna. In questo studio, ha osservato che l'inquinamento, come fenomeno, rende le nuvole più durevoli ma, in modo diverso da quanto si pensava in precedenza, con una diminuzione delle dimensioni delle loro particelle di ghiaccio e una diminuzione della dimensione totale della nuvola. Questa differenza influisce direttamente sul modo in cui gli scienziati rappresentano le nuvole nei modelli climatici.

Questo studio concilia ciò che vediamo quotidianamente con ciò che è indicato nei modelli di computer. Le osservazioni mostrano nuvole a forma di incudine (Comulonembo) sempre più grandi nei sistemi temporaleschi che contengono inquinamento, ma i modelli non mostrano sempre una convezione più forte, grazie a questo studio si capisce perché.

La vita segreta delle nuvole

I modelli che prevedono il tempo e il clima non ricostruiscono bene la vita delle nuvole temporalesche, poiché le rappresentano con semplici equazioni che non riescono ad avere una visione totale. Questa cattiva ricostruzione ha creato un dilemma per i ricercatori: "L'inquinamento fa sì che le nuvole di incudine durino più a lungo che nel caso di cieli sereni", ma perché?

Una possibile ragione ruota attorno agli aerosol (piccole particelle di origine naturale o umana) che servono come base per la formazione di goccioline di nuvole intorno a loro. Un cielo inquinato ha molti più aerosol (smog e foschia) di uno pulito e questo si traduce in meno acqua per ogni particella. L'inquinamento produce più goccioline, ma più piccole.

Un numero maggiore di goccioline più piccole modifica le caratteristiche delle nuvole. È stato a lungo pensato che goccioline più grandi e più piccole inizino una reazione a catena che porta a nuvole più grandi e più durature invece di precipitare. Le gocce più leggere fanno salire l'acqua gelando e questo congelamento estrae il calore che le gocce contengono e produce un cambiamento di temperatura che genera convezione interna. Una convezione più intensa fa salire più gocce d'acqua, formando così la nuvola.

Ma i ricercatori non sempre osservano una convezione più intensa relativa a nuvole più grandi e più durevoli in ambienti inquinati, indicando che ci mancava qualcosa da considerare.

Per risolvere questo dilemma, il team responsabile di questo studio ha deciso di confrontare i temporali estivi effettivi con i modelli generati dal computer. Il modello includeva le proprietà fisiche delle particelle di nuvole e la capacità di osservare se la convezione diventa più forte o più morbida. Le simulazioni in questo studio sono durate 6 mesi.

La convezione non è il colpevole.

 I dati sono stati raccolti da tre località con diversi gradi di inquinamento, umidità e vento: i tropici del Pacifico occidentale, la Cina sud-orientale e le grandi pianure dell'Oklahoma. I dati sono stati ottenuti dal sistema di ricerca sul clima ARM del DOE (Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti).

 Le simulazioni sono state effettuate sul supercomputer Olympus del PNNL (Pacific Northwest National Laboratory). Queste simulazioni di un mese di temporali sono molto simili alle nuvole attualmente osservate, determinando che i modelli hanno ricreato bene le nuvole di tempesta.

Osservando questi modelli si è riscontrato che in tutti i casi l'inquinamento aumenta le dimensioni, lo spessore e la durata delle nubi incudine. Ma solo in due luoghi (i tropici e la Cina) si osserva una convezione più intensa. In Oklahoma, l'inquinamento ha portato a una convezione più dolce. Questa incoerenza con quanto si è pensato finora suggerisce che il motivo non è una convezione intensa.

Esaminando più in dettaglio le proprietà delle goccioline d'acqua e dei cristalli di ghiaccio all'interno delle nuvole, il team di ricerca ha concluso che l'inquinamento ha prodotto gocce e cristalli di ghiaccio più piccoli, indipendentemente dalla loro posizione.

Inoltre, con il cielo sereno, le particelle di ghiaccio sono più pesanti e precipitano più velocemente dalle nubi dell'incudine, facendole dissipare rapidamente. Nei cieli inquinati, i cristalli di ghiaccio erano più piccoli e troppo leggeri per precipitare, creando così nuvole più grandi e più durevoli.

Contributo al riscaldamento globale.

D'altra parte, il team ha stimato come le nuvole temporalesche contribuiscono al riscaldamento o raffreddamento. Queste nuvole raffreddano la Terra durante il giorno con le loro ombre, ma intrappolano il calore come una coperta di notte, rendendo le notti più calde.

Tenendo conto degli effetti dell'inquinamento sulle nuvole temporalesche, comprendiamo che potrebbero influenzare la quantità di riscaldamento definitivo previsto per la terra nei prossimi decenni. Fare rappresentazioni più accurate delle nuvole nei modelli climatici è la chiave per migliorare l'accuratezza delle previsioni sui cambiamenti climatici.

Per maggiori informazioni: Il Cumulonembo, Rilevamenti importanti sulle particelle atmosferiche nelle città, I fulmini diventano più forti con il riscaldamento globale

fonte: PNAS