Gli aerosol sono particelle sospese in atmosfera di origine naturale ed antropica di dimensione variabile, con diametro che va da qualche nanometro fino a circa 100 micro metri. Le particelle di aerosol sono di importanza fondamentale per il clima terrestre poiché la loro presenza influenza sia direttamente che indirettamente il clima. L’effetto diretto si origina dal fatto che gli aerosol sono in grado di interagire direttamente sia con la radiazione solare che con quella infrarossa, alterando così il bilancio energetico dell’atmosfera. L’effetto indiretto invece nasce dalla capacità delle particelle di aerosol di agire come nuclei di condensazione per le nubi. Senza gli aerosol non sarebbe possibile la formazione delle nubi e della pioggia. Attualmente, l’effetto degli aerosol sul clima è ancora molto incerto. Nonostante che l’effetto indiretto degli aerosol sia stato teorizzato negli anni ’70 ed ‘80 del secolo scorso, solamente negli ultimi 10-15 anni, grazie all’avvento di calcolatori sempre più potenti, si è cominciato ad includere l’interazione degli aerosol con l’atmosfera della Terra negli studi climatici.
Uno strumento molto utile per studiare l’effetto degli aerosol sono i modelli online accoppiati meteorologia-chimica. Questi tipi di modelli matematici sono in grado di calcolare l’evoluzione della dinamica e della composizione chimica dell’atmosfera in modo accoppiato, così da permettere una mutua interazione tra le due. Il CETEMPS è in prima linea su questa linea di ricerca. In uno studio condotto congiuntamente tra il CETEMPS e il Laboratoire de Météolorogie Dynamique dell’Ecole Polytechique di Parigi, si è presentato il lavoro di sviluppo dell’accoppiamento del modello meteorologico americano WRF e il modello di chimica e trasporto francese CHIMERE. Il nuovo modello WRF-CHIMERE è in grado di simulare l’effetto indiretto degli aerosol. Nel lavoro appena pubblicato, si è dimostrato come il modello WRF-CHIMERE sia in grado di calcolare, entro un margine di errore tollerabile, le principali proprietà fisiche delle nubi che sono molto sensibili ai livelli di aerosol presenti in atmosfera (Figura 1).
Figura 1. Confronto tra i profili verticali delle concentrazioni dei nuclei di condensazione per le nubi calcolate dal modello WRF-CHIMERE (linea rossa) con quelli misurati a bordo di un aereo (linea nera).
Una volta dimostrata l’affidabilità del modello, si è preceduto alla valutazione dell’impatto che una riduzione delle emissioni antropiche di aerosol avrebbe nella regione del Benelux (una delle zone più inquinate d’Europa). I risultati della ricerca hanno mostrato che il dimezzamento delle emissioni antropiche produrrebbe un aumento del budget di radiazione (effetto di riscaldamento) sulla regione di interesse ed una variazione significativa dell’altezza delle nubi (Figura 2). In particolare, le nubi medio-basse (con la sommità al di sotto di 1500 m) tenderebbero a diventare più alte a seguiti di una riduzione delle emissioni. Contrariamente, le nubi alte (sommità al di sopra dei 1500) tenderebbero ad abbassarsi.
Figura 2. Variazione dell’altezza delle nubi a seguito del dimezzamento delle emissioni di aerosol.
Autore dell’articolo: Paolo Tuccella.
Riferimenti