Più di un secolo fa, Il meteorologo britannico Henry Blanford ha notato una connessione tra il manto nevoso primaverile sull'altopiano tibetano e la catena montuosa dell'Himalaya e l'intensità della stagione dei monsoni estivi in ​​India. Centinaia di studi hanno sostenuto questa relazione da quando Blanford pubblicò per la prima volta la sua ipotesi nel 1884, scoprendo che una minore copertura nevosa spesso è correlata a un monsone più umido. Ma così lontano, i ricercatori hanno faticato a spiegare perché esiste questa connessione tra il manto nevoso e l'intensità dei monsoni.

Nuova ricerca guidata da William Lau, un ricercatore presso l'Earth System Science Interdisciplinary Center (ESSIC) dell'Università del Maryland, fornisce un meccanismo plausibile per spiegare le osservazioni di Blanford. Sorprendentemente, la spiegazione riguarda la polvere trasportata dai deserti del Medio Oriente, a più di mille miglia di distanza.

Utilizzando un potente modello atmosferico sviluppato dalla NASA, Lau ha scoperto che grandi quantità di aerosol scuri - particelle sospese nell'aria come polvere e fuliggine che assorbono la luce solare - si depositano sul manto nevoso dell'altopiano tibetano in primavera prima che inizino i monsoni. Questi aerosol scuri fanno sì che la neve assorba più luce solare e si sciolga più rapidamente. I risultati del modello suggeriscono che, tra questi oscuri aerosol, la polvere trasportata dal vento dal Medio Oriente ha il più potente effetto di oscuramento della neve.

In anni con forti depositi di polvere primaverili, il risultato finale è la riduzione del manto nevoso sull'altopiano tibetano, che porta a temperature più calde sul terreno e nell'aria sopra di esso. Questo a sua volta innesca una serie di circuiti di feedback interconnessi che intensificano il monsone estivo dell'India. Un documento che descrive la ricerca, co-autore di Kyu-Myung Kim del Goddard Space Flight Center della NASA, è stato pubblicato online il 12 novembre 2018 sulla rivista Atmosfera .

"Blanford sapeva che il manto nevoso sull'altopiano tibetano non era l'unico fenomeno che ha influenzato il monsone, ma sapeva che era importante, "Lau ha detto. "La relazione tra il manto nevoso e il monsone è abbastanza utile che il Dipartimento meteorologico indiano lo utilizza ancora per sviluppare la sua previsione annuale dei monsoni estivi. Aggiungendo la conoscenza del meccanismo fisico responsabile di questa relazione, il nostro studio può aiutare a sviluppare previsioni dei monsoni più accurate".

Lau e Kim hanno usato il modello del sistema di osservazione della Terra Goddard, Versione 5 (GEOS-5) per simulare 100 anni di copertura nevosa primaverile e la sua influenza sul ciclo annuale dei monsoni estivi. Per testare l'effetto della polvere soffiata dal Medio Oriente, i ricercatori hanno eseguito di nuovo le stesse simulazioni, con un pacchetto software aggiuntivo che incorpora gli effetti di oscuramento della neve della polvere, fuliggine e altri aerosol scuri depositati in cima all'altopiano tibetano.

L'aggiunta della deposizione di aerosol scuro al modello ha sostanzialmente aumentato la quantità di luce solare assorbita dalla neve, accelerando la velocità di fusione. Questo perché quando la neve si scioglie, comincia ad esporre il terreno più oscuro sottostante, che assorbe ancora più luce solare e intensifica la velocità di fusione.

Oltre a scurire la neve all'inizio della stagione, la polvere ha anche fortemente potenziato il riscaldamento atmosferico dell'altopiano tibetano, portando a cambiamenti nei modelli di vento che intensificano il monsone di punta. In particolare, questa serie di feedback ha anche rafforzato gli stessi venti che trasportano la polvere dai deserti mediorientali, portando più polvere e migliorando ulteriormente il ciclo di feedback.

Secondo Lau, molti ricercatori sostengono che le forti piogge monsoniche dovrebbero eliminare dall'aria tutte le particelle di polvere sospese nell'aria, annullando gli effetti di riscaldamento atmosferico della polvere e chiudendo il ciclo di feedback. Ma i risultati di Lau e Kim suggeriscono che i venti potenziati trasportano abbastanza polvere da sopraffare questo effetto di dilavamento, portando ad un netto accumulo di polvere sull'altopiano tibetano.

Anche il momento dell'arrivo della polvere era importante. Lau e Kim hanno riscontrato l'effetto più forte nei cicli quando una grande quantità di polvere si è depositata sul manto nevoso ad aprile, maggio e giugno.

"Ogni anno era diverso nei risultati del modello. Quando la polvere è arrivata all'inizio della stagione, ha creato le condizioni iniziali necessarie per cambiare la dinamica dei monsoni, " disse Lau. "Ma in alcuni anni, le tempeste di neve di fine stagione ad alta quota hanno coperto la polvere e hanno interrotto il ciclo di feedback. È molto chiaro che esiste una relazione tra l'oscuramento della neve a causa degli aerosol, in particolare la polvere del deserto del Medio Oriente, e la stagione dei monsoni in India".

Lau e Kim riconoscono la necessità di andare oltre la modellazione e indagare le connessioni tra aerosol oscuri, riscaldamento e il ciclo dei monsoni utilizzando altri metodi e nuove osservazioni. Ma sono fiduciosi che i loro risultati, che hanno utilizzato i dati del mondo reale per seminare il modello GEOS-5, potrebbero aiutare a informare gli sforzi di previsione dei monsoni ora.

"Questo potrebbe essere estremamente importante per l'agricoltura. Gli agricoltori devono pianificare la stagione dei monsoni per decidere quando piantare e quando raccogliere, " Ha detto Lau. "Per capire come le influenze umane come il cambiamento climatico e l'uso del suolo influenzano il monsone, dobbiamo capire le basi, compresi gli effetti degli aerosol che assorbono la luce nell'oscurare la neve sull'altopiano tibetano e nel modulare il monsone estivo asiatico. Tali effetti sono così importanti che alla fine, potremmo dover riscrivere il curriculum per 'Monsoon 101.'"

Il documento di ricerca, "Impatto dell'oscuramento della neve per deposizione di aerosol che assorbono la luce sul manto nevoso nell'Himalaya-Tibetan-Plateau e influenza sul monsone estivo asiatico:un possibile meccanismo per l'ipotesi di Blanford, "William Lau, e Kyu-Myong Kim, è stato pubblicato sulla rivista Atmosfera il 12 novembre 2018.