Quando le nuvole sollevano masse d'aria tropicale più in alto nell'atmosfera, che l'aria può trasportare gas che si formano in minuscole particelle, avviare un processo che potrebbe finire per illuminare le nuvole di livello inferiore, secondo uno studio condotto dal CIRES pubblicato oggi in Natura . Le nuvole alterano l'equilibrio radiativo della Terra, e infine il clima, a seconda di quanto sono luminosi. E il nuovo documento descrive un processo che può verificarsi su oltre il 40% della superficie terrestre, il che potrebbe significare che i modelli climatici odierni sottostimano l'impatto di raffreddamento di alcune nuvole.

"Capire come queste particelle si formano e contribuiscono alle proprietà delle nuvole ai tropici ci aiuterà a rappresentare meglio le nuvole nei modelli climatici e a migliorare quei modelli, "ha detto Christina Williamson, uno scienziato del CIRES che lavora nella divisione di scienze chimiche della NOAA e autore principale dell'articolo.

Il team di ricerca ha mappato come si formano queste particelle utilizzando le misurazioni di uno dei più grandi e lunghi studi sull'atmosfera nell'aria, una campagna sul campo che ha attraversato l'Artico fino all'Antartico per un periodo di tre anni.

Williamson e i suoi colleghi, del CIRES, CU Boulder, NOAA e altre istituzioni, tra cui lo scienziato del CIRES Jose Jimenez, ha effettuato misurazioni globali delle particelle di aerosol nell'ambito della missione di tomografia atmosferica della NASA, o ATom. Durante l'Atom, un velivolo DC-8 della NASA completamente strumentato ha effettuato quattro dispiegamenti da polo a polo, ciascuno costituito da molti voli in un periodo di 26 giorni, sugli oceani Pacifico e Atlantico in ogni stagione. L'aereo volò da vicino al livello del mare ad un'altitudine di circa 12 km, misurazione continua dei gas serra, altri gas in tracce e aerosol.

"ATom è un laboratorio di chimica volante, "Ha detto Williamson. "I nostri strumenti ci hanno permesso di caratterizzare le particelle di aerosol e la loro distribuzione nell'atmosfera." I ricercatori hanno scoperto che i gas trasportati ad alta quota da profondità, nubi convettive nei tropici hanno formato un gran numero di particelle di aerosol molto piccole, un processo chiamato conversione da gas a particella.

Fuori le nuvole, l'aria scendeva verso la superficie e quelle particelle crescevano come i gas si condensavano su alcune particelle e altre si attaccavano insieme per formarne di meno, particelle più grandi. Infine, alcune delle particelle sono diventate abbastanza grandi da influenzare le proprietà delle nuvole nella bassa troposfera.

Nel loro studio, i ricercatori hanno dimostrato che queste particelle illuminavano le nuvole ai tropici. "Questo è importante poiché le nuvole più luminose riflettono più energia dal sole nello spazio, "Ha detto Williamson.

Il team ha osservato questa formazione di particelle nei tropici sia sul Pacifico che sull'Oceano Atlantico, e i loro modelli suggeriscono una banda su scala globale di nuova formazione di particelle che copre circa il 40 percento della superficie terrestre.

In luoghi con aria più pulita dove esistono meno particelle provenienti da altre fonti, l'effetto della formazione di particelle di aerosol sulle nuvole è maggiore. "E abbiamo misurato in più remoto, luoghi più puliti durante la campagna sul campo di Atom, "Ha detto Williamson.

Il modo esatto in cui gli aerosol e le nuvole influiscono sulle radiazioni è una grande fonte di incertezza nei modelli climatici. "Vogliamo rappresentare adeguatamente le nuvole nei modelli climatici, " ha detto Williamson. "Osservazioni come quelle in questo studio ci aiuteranno a limitare meglio gli aerosol e le nuvole nei nostri modelli e possono indirizzare i miglioramenti del modello".