Gli estesi incendi sul Canada hanno iniziato a raggiungere il territorio europeo all’inizio di questa settimana, come riportato dalla NASA in una notizia di Lunedi 26 giugno [1]. Il fumo degli incendi, composto principalmente da black carbon, è stato trasportato attraverso l’Oceano Atlantico nel corso di questa settimana dalle correnti atmosferiche nell’alta troposfera. Come già successo per l’evento di trasporto di sabbia dal Nord-Africa che ha interessato il territorio abruzzese (e più in generale il centro-sud Italia) tra il 20 e il 23 giugno, gli strumenti installati presso l’osservatorio di Casale Calore, gestito da CETEMPS e Università degli Studi dell’Aquila, possono dare una chiara indicazione del passaggio della nube di fumo avvenuto tra il 27 e 28 giugno sul territorio aquilano.
Una prima identificazione dell’arrivo di masse d’aria contenenti quantità inusuali di aerosol atmosferici è possibile tramite l’utilizzo di un fotometro solare osservando il valore dello spessore ottico dovuto agli aerosol (AOD, Aerosol Optical Depth). Lo strumento installato presso l’osservatorio è incluso nella rete AERONET [2] e da cui è possibile ottenere i dati misurati. Se osserviamo il valore di AOD a 440 nm in Fig. 1, che in condizioni “normali” per questa stagione si attesta tra i 0,1 e 0,2, a partire dal 27 giugno si nota un incremento graduale di AOD che si stabilizza poi a circa 0,5 fino anche al giorno successivo. I valori del 29 giugno sono tra 0,3 e 0,4 ad indicare una diminuzione delle ceneri in atmosfera.
Fig. 1: In alto l’evoluzione di AOD a varie lunghezze d’onda relativa al mese di giugno 2023. Si possono notare i picchi di AOD relativi ai vari eventi di trasporto di aerosol avvenuti nel corso del mese. In basso l’evoluzione giornaliera di AOD per il giorno 27 giugno (sinistra) e 28 giugno (destra). Si notino le diverse scale nell’asse verticale.
Un’altra importante informazione che ci viene fornita dalla rete AERONET riguarda il valore dell’esponente di Angstrom (AE, Angstrom Exponent): valori vicino a zero indicano la predominanza di aerosol di grandi dimensioni (es. sabbia), mentre valori superiori a 1 indicano la predominanza di aerosol di piccole dimensioni (es. traffico, fumo). Dalla Fig. 2 possiamo chiaramente identificare come l’incremento di AOD avvenuto tra il 27 e 28 giugno sia connesso alla presenza di aerosol di piccole dimensioni.
Fig. 2: Evoluzione del valore di AE relativa al mese di giugno 2023. Il rettangolo rosso evidenzia il periodo caratterizzato dalla presenza di sabbia dal Nord Africa, il rettangolo verde evidenzia il periodo caratterizzato dalla presenza di fumo dovuto agli incendi in Canada.
Le misure fornite dal fotometro purtroppo non ci forniscono informazioni sulla distribuzione verticale degli aerosol. Nel sito di Casale Calore sono però installati due strumenti di remote sensing che ci possono aiutare nell’individuazione degli strati di aerosol nella colonna atmosferica: un ceilometer, inserito nella rete E-PROFILE [3], e un cloud radar. Per le caratteristiche tecniche di questi due strumenti, ci aspettiamo che gli aerosol siano visibili nel segnale del ceilometer ma non siano presenti nel segnale del cloud radar. Come possiamo vedere in Fig. 3, nei dati del ceilometer relativi alla notte del 27 giugno appaiono due segnali: uno abbastanza esteso verticalmente a circa 6000 m e uno più compatto a circa 4000 m ASL. Il segnale più basso si mantiene abbastanza stabile in quota mentre il segnale più in alto tende a scendere fino a circa 4000 m ASL nel corso della giornata del 28 giugno. Come previsto nessun segnale viene rilevato dal cloud radar ad eccezione di quelli dovuti alle nubi.
Fig. 3: Segnale del ceilometer (sopra) e cloud radar (sotto) per il periodo compreso tra il 27 giugno 00 UTC e 29 giugno 00 UTC. In rosso è indicato il segnale dovuto agli aerosol in alta troposfera e in blu quello dovuto alle nubi per il solo periodo relativo alla presenza di fumo. Si noti l’assenza di segnale dovuto agli aerosol nel caso del cloud radar.
Un ultimo strumento che ci permette di completare il quadro dell’analisi è costituito dalla verifica delle back-trajectories di una certa massa d’aria. Tramite il modello HYSPLIT fornito dalla NOAA [4] possiamo verificare la provenienza dei due segnali rilevati dal ceilometer il 28 giugno alle 00 UTC. A causa dell’estensione verticale dello stato più elevato si è deciso di analizzare due punti posti rispettivamente a 6000 m ASL e 5500 m ASL, per quanto lo strato più basso invece si è scelto un punto posto a 3600 m ASL. Come si vede in Fig. 4 (sinistra), il segnale di aerosol a circa 6000 m ASL è chiaramente connesso con gli incendi canadesi poiché le traiettorie nel corso del 23 giugno passano esattamente sopra la zona orientale del Canada maggiormente interessata dai roghi (Fig. 4 destra, fonte [5]). Interessante poi notare come il repentino innalzamento che subisce la traiettoria connessa con la massa d’aria più elevata (linea verde) in data 24 giugno possa essere dovuto all’aria estremamente calda prodotta dagli incendi. Per quanto riguarda invece il segnale di aerosol a circa 4000 m ASL, esso proviene da una massa d’aria che è stata sul territorio interessato dagli incendi solo nei primi giorni della sua traiettoria e poi per molti giorni ha viaggiato sull’Oceano Atlantico e sul Nord Europa e potrebbe quindi contenere anche altri tipi di aerosol non direttamente connessi agli incendi in Canada.
Fig. 4: Sinistra: Back-trajectories relative alle due masse di aerosol rilevate nel segnale del ceilometer il 28 giugno alle 00 UTC. La massa d’aria più alta (linee verde e blu) è chiaramente connessa con il trasporto di fumo dal Canada. La massa d’aria più bassa (linea rossa) è stata sul territorio interessato dagli incendi solo nei primi giorni della sua traiettoria. I cerchi neri rappresentano la posizione delle masse d’aria alla data del 23 giugno. Destra: Incendi attivi (punti rossi), posizione delle masse d’aria (cerchi neri) e relative traiettorie (frecce, stessi colori di Fig. 4 sinistra) alla data del 23 giugno.
Riferimenti:
[1] https://earthobservatory.nasa.gov/images/151507/canadian-smoke-reaches-europe [consultato 29-06-2023]
[2] https://aeronet.gsfc.nasa.gov [consultato 29-06-2023]
[3] http://www.eumetnet.eu/activities/observations-programme/current-activities/e-profile/ [consultato 29-06-2023]
[4] https://www.ready.noaa.gov/HYSPLIT.php [consultato 29-06-2023]
[5] https://cwfis.cfs.nrcan.gc.ca/ [consultato 30-06-2023]