Minuscole particelle alimentano potenti tempeste e influenzano il tempo molto più di quanto sia stato apprezzato, secondo uno studio nel numero del 26 gennaio della rivista Scienza .

La ricerca si concentra sul potere delle minuscole particelle sospese nell'aria note come aerosol, che può derivare dall'inquinamento atmosferico urbano e industriale, incendi e altre fonti. Sebbene gli scienziati sappiano che gli aerosol possono svolgere un ruolo importante nel modellare il tempo e il clima, il nuovo studio mostra che le particelle più piccole hanno un effetto fuori misura:le particelle più piccole di un millesimo della larghezza di un capello umano possono causare l'intensificarsi delle tempeste, nuvole a crescere e altra pioggia a cadere.

I minuscoli inquinanti - a lungo considerati troppo piccoli per avere un grande impatto sulla formazione di goccioline - sono, in effetti, minuscoli produttori di acquazzoni.

"Abbiamo dimostrato che la presenza di queste particelle è uno dei motivi per cui alcuni temporali diventano così forti e producono così tanta pioggia. In una zona calda e umida dove le condizioni atmosferiche sono altrimenti molto pulite, l'intrusione di particelle molto piccole può avere un impatto notevole, " ha affermato Jiwen Fan del Pacific Northwest National Laboratory del Department of Energy, chi è l'autore principale dell'articolo in Scienza . Fan ha condotto 21 autori di 15 istituzioni in tutto il mondo a condurre lo studio.

I risultati si basano in gran parte su dati unici resi possibili dalla campagna di ricerca GoAmazon, dove gli scienziati hanno effettuato misurazioni terrestri e aeree relative al clima nel periodo 2014-2015. La campagna è stata gestita dall'Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Climate Research Facility, una struttura per gli utenti dell'Ufficio delle scienze del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti.

Lo studio ha capitalizzato i dati provenienti da un'area dell'Amazzonia che è incontaminata ad eccezione della regione intorno a Manaus, la più grande città dell'Amazzonia, con una popolazione di oltre 2 milioni di persone. L'ambiente ha offerto agli scienziati la rara opportunità di esaminare l'impatto dell'inquinamento sui processi atmosferici in un ambiente in gran parte preindustriale e individuare gli effetti delle particelle oltre ad altri fattori come la temperatura e l'umidità.

In questo studio, gli scienziati hanno studiato il ruolo delle particelle ultrafini larghe meno di 50 nanometri nello sviluppo dei temporali. È noto che particelle simili ma più grandi svolgono un ruolo nell'alimentazione di potenti, correnti ascensionali in rapido movimento dalla superficie terrestre verso l'atmosfera, creando le nuvole che giocano un ruolo centrale nella formazione delle gocce d'acqua che cadono sotto forma di pioggia.

Ma gli scienziati non avevano osservato - fino ad ora - che le particelle più piccole al di sotto dei 50 nanometri, come particelle prodotte da veicoli e processi industriali, potrebbe fare lo stesso. Non solo quello. Il nuovo studio ha rivelato che queste particelle, i cui effetti sulle nuvole sono stati finora per lo più trascurati, possono rinvigorire le nuvole in un modo molto più potente delle loro controparti più grandi.

Attraverso simulazioni al computer dettagliate, gli scienziati hanno mostrato come le particelle più piccole abbiano un potente impatto sulle nuvole temporalesche.

Si scopre che quando le particelle più grandi non sono presenti in alto in un ambiente caldo e umido, significa opportunità per le particelle più piccole di agire e formare goccioline di nuvole. La bassa concentrazione di particelle di grandi dimensioni contribuisce ad alti livelli di vapore acqueo eccessivo, con umidità relativa che può andare ben oltre il 100 per cento. Questa è una condizione chiave che spinge le particelle ultrafini a trasformarsi in goccioline di nuvole.

Mentre le particelle sono di piccole dimensioni, sono numerosi, e possono formare tante piccole goccioline sulle quali si condensa il vapore acqueo in eccesso. Quella condensa potenziata rilascia più calore, e quel calore rende le correnti ascensionali molto più potenti:più aria calda viene tirata nelle nuvole, tirando più goccioline in alto e producendo più ghiaccio e palline di neve, fulmine, e pioggia.

Il risultato:"Convezione rinvigorita, " come dice Fan - e tempeste più forti.

"Abbiamo dimostrato che in condizioni pulite e umide, come quelli che esistono sopra l'oceano e alcune terre ai tropici, minuscoli aerosol hanno un grande impatto sul tempo e sul clima e possono intensificare notevolmente le tempeste, " ha detto Fan, un esperto degli effetti dell'inquinamento sui temporali e sugli agenti atmosferici. "Più in generale, i risultati suggeriscono che dal periodo preindustriale ai giorni nostri, l'attività umana potrebbe aver cambiato le tempeste in queste regioni in modi potenti".