Il sistema di monitoraggio della radiazione solare ad alta precisione illustrato in copertina si trova presso la Nanjing University of Information Science and Technology. Può monitorare l'irradianza orizzontale globale, irraggiamento orizzontale diffuso (DHI), e irradianza normale diretta (DNI). Le frecce gialle continue sopra il sistema di monitoraggio rappresentano il DNI ricevuto dallo strumento, mentre le frecce tratteggiate rosse indicano il DHI ricevuto dallo strumento dopo che la luce solare è stata dispersa dal particolato nell'atmosfera. Credito:Haiyang Gao
Gli scienziati hanno scoperto che l'inquinamento atmosferico assorbe e disperde la luce solare e quindi riduce la quantità che raggiunge la superficie terrestre. L'ultimo studio, pubblicato in Progressi nelle scienze dell'atmosfera il 20 agosto, Il 2019 riporta anche che più piccole sono le particelle, più dannosi sono gli impatti.
Lo studio evidenzia risultati che hanno diverse implicazioni, il più consequenziale dei quali è l'effetto negativo dell'inquinamento atmosferico sulla raccolta di energia rinnovabile e il relativo onere economico. Questi risultati aumentano anche la consapevolezza di come l'inquinamento influisce sulla purezza dell'aria e possono quindi inaugurare potenziali metodi per migliorarlo e quindi aumentare la qualità dell'aria.
Il sole fornisce energia alla superficie terrestre sotto forma di radiazione solare, chiamata radiazione solare superficiale (SSR). La quantità di luce solare che raggiunge la superficie terrestre varia nel tempo. Copertura nuvolosa e aerosol:particelle come polvere o cenere, sollevati in aria o tossiti dalle ciminiere:possono disperdere o disperdere la luce del sole, con conseguente meno di esso che effettivamente arriva sulla Terra.
La Cina è il più grande produttore mondiale di energia fotovoltaica (FV), la potenza generata dai pannelli solari. Allo stesso tempo, però, Asia orientale, soprattutto Cina, è diventata una delle regioni più popolate e in rapido sviluppo del mondo negli ultimi decenni. Questo perché la popolazione in continua crescita e l'attività umana hanno portato a un rapido e continuo aumento dell'emissione di aerosol e dei loro precursori come i gas di condensa. Un gas precursore chiave è l'acido solforico che viene prodotto nell'atmosfera dalla degradazione della combustione di combustibili fossili, vulcani, e altre fonti. Altri gas precursori provengono dalla degradazione dei sottoprodotti creati da organismi viventi e dalle emissioni.
Sulla base di osservazioni e simulazioni numeriche, lo studio mirava a determinare quanto l'inquinamento atmosferico influisca sulla SSR sotto cieli senza nuvole a Nanchino, Cina. Precedenti studi si sono concentrati sulla determinazione degli effetti dell'inquinamento atmosferico sulla luce solare da diverse prospettive, sia concentrandosi sulle differenze di effetto tra diversi anni e stagioni, questa ricerca si è concentrata specificamente sulla separazione di diverse quantità di inquinamento senza altri possibili ostacoli, come nuvole o precipitazioni.
"Al meglio delle nostre conoscenze, pochi studi hanno analizzato gli effetti dei diversi livelli di inquinamento atmosferico sull'SSR in condizioni di cielo sereno, "aggiunge Yong Han, Ph D e docente presso la scuola di Scienze dell'Atmosfera, Università Sun Yat-Sen, Canton, Cina. Lo studio completo ha raccolto informazioni durante tutte e quattro le stagioni e in diverse condizioni meteorologiche e di luce.
I ricercatori riferiscono che il rapporto tra radiazioni diffuse e radiazioni globali aumenta con l'aumento dei livelli di inquinamento atmosferico, il che significa che meno luce solare sta effettivamente raggiungendo la superficie terrestre. Scoprono che una maggiore quantità di particolato impedisce l'incidenza diretta della radiazione solare sulla superficie della Terra e migliora la capacità della radiazione solare nell'atmosfera inquinata di disperdersi. Inoltre, la variazione della radiazione diffusa è dominata dalle particelle fini, e le particelle grossolane hanno scarsi effetti.
Se considerato nel contesto dell'energia solare, ciò significa che l'inquinamento atmosferico potrebbe potenzialmente ridurre la quantità di energia che si ottiene dai pannelli solari in quanto blocca una notevole quantità di luce solare che raggiunge la superficie terrestre. Ciò potrebbe avere implicazioni consequenziali per i futuri sforzi dell'energia solare per ottenere energia rinnovabile sia in Cina che nel mondo.
Il prossimo passo è raccogliere dati a lungo termine in diversi siti di osservazione e analizzare i dati sia in condizioni di cielo sereno che nuvoloso, sottolineando le relazioni tra le impurità, nuvole e radiazioni. "Il nostro obiettivo finale è comprendere i processi relativi all'aerosol, nubi e radiazioni, e sviluppare parametri misurabili per migliorare i modelli di previsione del clima e del tempo, " aggiunge l'autore corrispondente Chunsong Lu, dottorato di ricerca e professore presso il Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation della China Meteorological Administration, Scuola di Fisica dell'Atmosfera, Università di Scienze e Tecnologie dell'Informazione di Nanchino, Nanchino, Cina.