Man mano che le particelle di fuliggine si compattano nel loro viaggio attraverso l'atmosfera, diffondono e assorbono la luce e possono influenzare le vie respiratorie.

Quando il carbonio brucia, che si tratti del carbone del barbecue o di un incendio boschivo, la fuliggine viene rilasciata nell'atmosfera. Ma ciò che sale deve scendere, quindi cosa succede alla fuliggine?

Quando le particelle di fuliggine vengono "elaborate a nuvola" diventano più compatte. Le particelle sono incorporate in goccioline di nuvole, che porta l'acqua a condensare ed evaporare quando la goccia si sposta più in alto o più in basso nell'atmosfera. La fuliggine molto compatta ha viaggiato lontano e attraverso le nuvole, che influenza l'ottica delle particelle, proprietà aerodinamiche e superficiali.

Per comprendere più a fondo come cambiano le particelle di fuliggine nell'atmosfera, i ricercatori della Michigan Technological University hanno utilizzato la camera a nebbia dell'Università per simulare condizioni simili a quelle osservate al Pico Mountain Observatory nelle Azzorre, la pianura padana in Italia, ai piedi delle montagne della Sierra Nevada, la regione dei mattoni di Bhaktapur in Nepal e Città del Messico.

Janarjan Bhandari, un ricercatore post-dottorato in Scienze dell'atmosfera, Claudio Mazzoleni, professore di fisica, e collaboratori hanno recentemente pubblicato i loro risultati sulla rivista Rapporti scientifici .

Nel loro articolo, "Ampia compattazione della fuliggine mediante elaborazione cloud da osservazioni di laboratorio e sul campo, "Bandari, Mazzoleni e collaboratori discutono della trasformazione delle particelle di fuliggine nelle nuvole che cambia il modo in cui le particelle di fuliggine nere assorbono la luce e causano il riscaldamento atmosferico, così come il modo in cui si depositano nei polmoni e causano problemi respiratori nelle aree urbane dense.

Dentro la camera delle nuvole

Per controllare il loro esperimento sulla compattazione della fuliggine, Bhandari e Mazzoleni hanno utilizzato la Pi Cloud Chamber di Michigan Tech.

"Nella camera a nebbia abbiamo condizioni controllate. Inviamo le particelle, formiamo la nuvola e vediamo come si evolvono, "Bhandari ha detto. "Le particelle cambiano forma. Quando vengono emessi, hanno una struttura simile a un ramo che si sbriciola in una struttura compatta nella nuvola."

Primo, i ricercatori bruciano il cherosene in una lampada a olio sotto una cappa di ventilazione. Pressurizzano l'aria con una pompa per aspirare il fumo nella camera. Bhandari ha affermato di aver raccolto diversi tipi di campioni:direttamente dalla lampada per le misurazioni della linea di base, da goccioline di nuvole nella camera utilizzando un impattore virtuale contro flusso, e dalla fuliggine residua nella camera che non ha interagito con le goccioline di nuvola.

Gli esperimenti nella camera a nebbia hanno permesso ai ricercatori di capire che le particelle di fuliggine più lunghe si trovano nell'atmosfera, più opportunità hanno di diventare cloud-processed, e maggiore è la possibilità che le particelle si compattino.

"Dal nostro punto di vista, una delle parti più interessanti è che le particelle di fuliggine assorbono la luce solare perché sono nere, Mazzoleni ha detto. “La maggior parte delle altre particelle atmosferiche per la maggior parte raffreddano il pianeta perché riflettono la luce solare. La fuliggine invece riscalda il pianeta".

Ridurre la fuliggine emessa nell'atmosfera potrebbe essere un fattore importante nel ritardare gli esiti peggiori del cambiamento climatico. Inoltre, molte persone che vivono in città densamente popolate in tutto il mondo soffrono di condizioni respiratorie legate all'inquinamento. La fuliggine compattata può penetrare in profondità nei polmoni umani; rimuovere la fuliggine dall'atmosfera ripulirà l'aria, letteralmente.