Jun Wang, capo di un nuovo studio che aiuta a chiarire come l'ammoniaca sia presente nell'atmosfera superiore della Terra. Credito:Università dell'Iowa
Un nuovo studio co-guidato dai ricercatori dell'Università dell'Iowa spiega come l'ammoniaca è distribuita nell'atmosfera superiore della Terra.
Gli autori dello studio hanno utilizzato modelli al computer per determinare che l'ammoniaca viene infine rilasciata come gas nell'alta atmosfera. La modellazione spiega un mistero:i dati raccolti dai satelliti mostrano pennacchi di ammoniaca nell'atmosfera superiore, soprattutto su parti dell'Asia durante la stagione dei monsoni estivi.
La ricerca è importante perché risponde su scala molecolare come l'ammoniaca viene assorbita dalle gocce d'acqua liquida e successivamente viene spinta nell'aria durante la convezione, quando l'aria sale dalla superficie terrestre, e si congela nell'alta atmosfera.
"Abbiamo scoperto che possiamo simulare e prevedere dove dovrebbe essere l'ammoniaca, e le nostre previsioni si allineano con le misurazioni satellitari, "dice Jun Wang, professore di ingegneria chimica biochimica presso il College of Engineering dell'UI e il cui team ha guidato lo studio. "La novità della ricerca è combinare ciò che sappiamo a livello molecolare e metterlo in un modello di simulazione su scala globale".
Ammoniaca (formula chimica NH 3 ) è stato misurato vicino alla superficie terrestre, ma misurare la sua concentrazione nell'atmosfera superiore, a più di sei miglia di altezza, è stato impegnativo. Nel 2016, le misurazioni satellitari hanno rilevato pennacchi di ammoniaca nell'atmosfera superiore sopra le regioni subtropicali del sud-est asiatico.
Ciò ha sorpreso i ricercatori perché è opinione diffusa che tutta l'ammoniaca debba essere assorbita dall'acqua delle nuvole o dagli aerosol acidi nella bassa atmosfera, fino a tre o quattro miglia sopra la superficie.
"Quindi la domanda è "Come fa l'ammoniaca a raggiungere una tale elevazione (9 miglia) sopra la superficie terrestre quando reagisce così bene con altre specie?", dice Wang. "Come fa a rimanere come gas nell'alta atmosfera?"
Utilizzando la modellazione al computer, il team dell'interfaccia utente, con l'aiuto dei ricercatori dell'Università del Nebraska-Lincoln, scoperto che le molecole di ammoniaca occupano uno strato sottile tra le particelle di ghiaccio e l'aria esterna, e vengono rilasciati quando le particelle di ghiaccio si scontrano nell'alta atmosfera.
"Mostriamo che l'NH3 disciolto in goccioline di nubi liquide viene rilasciato nell'atmosfera superiore dopo il congelamento e che c'è una successiva collisione di particelle di ghiaccio durante la convezione profonda, spiegando così le concentrazioni inaspettatamente elevate di NH3 in molte parti del mondo, " scrivono gli autori.
La carta, pubblicato online il 30 maggio sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , è intitolato, "Prospettiva molecolare per la modellazione globale dell'NH3 atmosferico superiore dalle nuvole gelide".
