I movimenti verticali dell'aria aumentano la formazione di ghiaccio nelle nuvole a fase mista. Questa correlazione è stata prevista teoricamente per molto tempo, ma ora può essere osservato per la prima volta in natura. Questa ricerca è stata pubblicata da un team del Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS) di Lipsia in npj Scienze del clima e dell'atmosfera , una rivista ad accesso aperto pubblicata da Nature Research.

Utilizzando apparecchiature laser e radar, il team ha misurato la velocità verticale dell'aria e la formazione di ghiaccio in sottili nuvole a fase mista. Tali nuvole contengono particelle di ghiaccio, vapore acqueo e goccioline di liquido super raffreddato. I risultati di Lipsia potrebbero aiutare a mappare meglio una parte importante del ciclo dell'acqua nei modelli meteorologici e climatici in futuro mediante la formazione di ghiaccio nelle nuvole.

La formazione di ghiaccio nelle nuvole è un elemento centrale del ciclo dell'acqua sulla Terra. Di solito è difficile isolare il processo di formazione del ghiaccio per studiarlo individualmente perché l'interazione delle particelle di aerosol, il movimento dell'aria e i processi microfisici nelle nuvole sono troppo complessi. Tuttavia, è necessario comprendere questi processi in dettaglio per mappare meglio questo meccanismo nei modelli meteorologici e climatici.

I ricercatori delle nuvole si sono concentrati su una forma di nubi meno spettacolare e quindi meno considerata al fine di escludere altri processi oltre alla formazione del ghiaccio primario. Hanno studiato grandi campi nuvolosi ad un'altitudine di circa 2-8 chilometri con un'estensione verticale di soli 100-200 metri e che contenevano una quantità estremamente ridotta di ghiaccio nell'intervallo di microgrammi per metro cubo. Tali nuvole sottili consentono di rilevare sia il ghiaccio con un radar cloud che il movimento verticale dell'aria con un lidar Doppler, poiché il raggio laser può ancora penetrare nelle nuvole. Entrambi gli strumenti lidar e radar erano quindi necessari per studiare da terra la turbolenza e la formazione di ghiaccio in queste nuvole sopra Lipsia.

"L'effetto è diventato visibile solo quando abbiamo osservato il ghiaccio direttamente sotto lo strato superiore delle nuvole. I nostri risultati consentono per la prima volta informazioni quantitative e ben limitate sulla relazione tra la turbolenza e la formazione di ghiaccio nell'atmosfera. Più forte è "scossa una nuvola". ' da moti verticali dell'aria, più ghiaccio ne cade, " riferisce il Dr. Johannes Bühl di TROPOS. Questa correlazione è stata misurata per nuvole più fredde di -12 °C. Successivamente, gli scienziati del telerilevamento vogliono esplorare l'influenza degli aerosol esaminando più da vicino l'inizio (nucleazione del ghiaccio) e la fine (precipitazione delle particelle di ghiaccio) del processo di formazione del ghiaccio.

La formazione del ghiaccio nelle nuvole è un processo importante nell'atmosfera, perché senza questo ghiaccio praticamente nessuna precipitazione cadrebbe dalle nuvole alle medie latitudini della Terra. Per quanto ampi possano essere questi processi, molti dettagli non sono stati ancora sufficientemente compresi e quindi non vengono presi in considerazione nei modelli meteorologici e climatici.