Grandi quantità di particelle di carbonio nero provenienti dagli incendi raggiungono la stratosfera dove possono indurre un forte riscaldamento locale e quindi influenzare il clima regionale.

Incendi boschivi, come quelli che attualmente bruciano in California, hanno un grande impatto ambientale. Gli incendi incontrollati possono bruciare decine di migliaia di acri, distruggere la vegetazione e gli insediamenti, e incidere gravemente sulla qualità dell'aria locale e regionale. Un team internazionale di scienziati, guidato da Yafang Cheng e Hang Su del Max Planck Institute for Chemistry di Magonza, hanno ora scoperto che l'impatto degli incendi sull'atmosfera potrebbe essere anche più forte di quanto si pensasse in precedenza. I ricercatori hanno scoperto che grandi quantità di fuliggine, che contiene molto carbonio nero e viene rilasciato da incendi, può essere trasportato attraverso la troposfera fino alla stratosfera più bassa a circa 10 chilometri di altitudine. Il black carbon è il materiale aerosol dagli incendi che assorbe maggiormente la luce ed è considerato uno dei più importanti agenti di riscaldamento del clima individuale.

Le concentrazioni di carbonio nero nei pennacchi di fuoco erano oltre 20 volte superiori a quelle dell'atmosfera di fondo, e la maggior parte delle particelle di carbonio nero erano ricoperte da uno spesso rivestimento di altre sostanze chimiche che ne miglioravano l'assorbimento della luce. Le alte concentrazioni e lo spesso rivestimento di particelle di carbonio nero implicano un forte riscaldamento locale nella stratosfera più bassa che può influenzare sostanzialmente il clima regionale. I risultati dello studio sono stati appena pubblicati in PNAS , la rivista scientifica della National Academy of Sciences degli Stati Uniti.

Per raccogliere i dati, gli scienziati hanno integrato un fotometro per fuliggine a particella singola (SP2) appositamente progettato in un container per il trasporto aereo a bordo di un Airbus A340-600 della compagnia aerea tedesca Lufthansa. L'SP2 può rilevare singole particelle di fuliggine e determinare la concentrazione e il rivestimento degli aerosol di carbone nero. Lo studio ha analizzato le misurazioni che hanno avuto luogo durante 22 voli tra Europa e Nord America da agosto 2014 a ottobre 2015, compreso il campionamento per un totale di 230 ore di volo, per lo più ad altitudini comprese tra 10 e 12 km. La ricerca faceva parte del progetto CARIBIC che persegue un approccio innovativo allo studio della composizione atmosferica, processi chimici e fisici, e il cambiamento climatico con l'aiuto di aerei passeggeri.

"Nella stratosfera, una particella di carbonio nero può avere un effetto molto più forte sul clima rispetto alle quote più basse a causa della radiazione solare più intensa, ulteriore miglioramento dalla retrodiffusione delle nuvole, e lunghi tempi di residenza delle particelle, "dice Yafang Cheng, ricercatore principale del progetto CARIBIC-SP2 black carbon e leader di un gruppo di ricerca indipendente Minerva presso il Max Planck Institute for Chemistry.

"Tramite convezione profonda e condizioni meteorologiche specifiche, le emissioni degli incendi possono essere trasportate nella stratosfera più bassa, dove abbiamo raccolto dati di misurazione di alta qualità durante un gran numero di voli intercontinentali, " aggiunge Jeannine Ditas, un ricercatore post-dottorato nel gruppo di Cheng, che ha lavorato alle misurazioni SP2.

stagioni calde estese, suoli e vegetazione più asciutti, e il cambiamento dei modelli di precipitazioni sta portando a incendi boschivi più frequenti con maggiore durata e intensità in molte parti del mondo. "Le misurazioni a lungo termine e ad ampio raggio sono essenziali per quantificare come gli incendi influiscono sull'atmosfera e migliorare la nostra comprensione dei cambiamenti climatici attuali e futuri, " afferma Cheng.

"Come passo successivo, prevediamo di estendere le osservazioni all'Africa e all'Asia, dove gli incendi sono molto comuni, " aggiunge Hang Su, un co-investigatore, capogruppo di ricerca presso il Max Planck Institute for Chemistry e professore alla Jinan University di Guangzhou, Cina. Ulteriori analisi dei dati di misurazione riguarderanno il destino degli aerosol nella stratosfera e le loro interazioni con le nuvole.