Questa immagine satellitare è stata scattata il 16 gennaio 2018, al largo delle coste europee. L'inquinamento delle navi crea linee di nuvole che possono estendersi per centinaia di miglia. Le estremità più strette delle nuvole sono più giovani, mentre il più ampio, le estremità più ondulate sono più vecchie. Credito:NASA Earth Observatory
Una nave portacontainer lascia dietro di sé una scia di nuvole bianche che possono indugiare nell'aria per ore. Questa linea gonfia non è solo scarico del motore, ma un cambiamento nelle nuvole causato da piccole particelle di inquinamento nell'aria.
Una nuova ricerca condotta dall'Università di Washington è la prima a misurare l'effetto di questo fenomeno negli anni e su scala regionale. I dati satellitari su una rotta di navigazione nell'Atlantico meridionale mostrano che le navi modificano le nuvole per bloccare altri 2 Watt di energia solare, in media, dal raggiungere ogni metro quadrato di superficie oceanica vicino alla rotta di navigazione.
Il risultato implica che globalmente, i cambiamenti delle nuvole causati da particelle provenienti da tutte le forme di inquinamento industriale bloccano 1 Watt di energia solare per metro quadrato di superficie terrestre, mascherando quasi un terzo dell'attuale riscaldamento causato dai gas serra. Lo studio ad accesso aperto è stato pubblicato il 24 marzo in I progressi dell'AGU , una rivista dell'American Geophysical Union.
"Nei modelli climatici, se si simula il mondo con le emissioni di zolfo delle navi, e simuli il mondo senza queste emissioni, c'è un effetto di raffreddamento piuttosto considerevole dai cambiamenti nelle nuvole del modello a causa della spedizione, " ha detto il primo autore Michael Diamond, uno studente di dottorato in scienze atmosferiche UW. "Ma poiché c'è così tanta variabilità naturale, è stato difficile vedere questo effetto nelle osservazioni del mondo reale".
Il nuovo studio utilizza osservazioni dal 2003 al 2015 in primavera, la stagione più nuvolosa, sulla rotta di navigazione tra Europa e Sud Africa. Questo percorso fa anche parte di una popolare rotta di navigazione in mare aperto tra l'Europa e l'Asia.
Piccole particelle nei gas di scarico della combustione di combustibili fossili creano "semi" su cui il vapore acqueo nell'aria può condensarsi in goccioline di nuvole. Più particelle di solfato aereo o altro materiale portano a nuvole con goccioline più piccole, rispetto alla stessa quantità di acqua condensata in meno, gocce più grandi. Questo rende le nuvole più luminose, o più riflessivo.
I tentativi passati di misurare questo effetto dalle navi si erano concentrati sui luoghi in cui il vento soffia attraverso la rotta di navigazione, per confrontare l'area "pulita" a monte con l'area "inquinata" a valle. Ma in questo studio i ricercatori si sono concentrati su un'area che era stata precedentemente esclusa:un luogo in cui il vento soffia lungo la rotta marittima, mantenendo l'inquinamento concentrato in quella piccola area.
La sinistra mostra le concentrazioni di goccioline di nuvole dal 2003 al 2015 in media nei mesi di settembre, ottobre e novembre, come osservato dai satelliti della NASA. Il lato destro mostra quale sarebbe lo studio calcolato la concentrazione di goccioline di nubi senza emissioni lungo la rotta di spedizione (linea gialla). La differenza aiuta a spiegare quanto l'inquinamento industriale influenzi le nuvole. Credito:Michael Diamond/Università di Washington
Lo studio ha analizzato le proprietà delle nuvole rilevate in 12 anni dallo strumento MODIS sui satelliti della NASA e la quantità di luce solare riflessa nella parte superiore dell'atmosfera dal gruppo di strumenti satellitari CERES. Gli autori hanno confrontato le proprietà del cloud all'interno della rotta di spedizione con una stima di ciò che tali proprietà del cloud sarebbero state in assenza di spedizione in base alle statistiche nelle vicinanze, zone non inquinate.
"La differenza all'interno della rotta di navigazione è abbastanza piccola che abbiamo bisogno di circa sei anni di dati per confermare che sia reale, ", ha affermato la coautrice Hannah Director, uno studente di dottorato in statistica UW. "Però, se questo piccolo cambiamento si verificasse in tutto il mondo, basterebbe ad incidere sulle temperature globali».
Una volta in grado di misurare l'effetto delle emissioni delle navi sulla radiazione solare, i ricercatori hanno usato quel numero per stimare quanto lo schiarimento delle nuvole da tutto l'inquinamento industriale ha influenzato il clima in generale.
Media globale, hanno scoperto che i cambiamenti nelle nuvole basse dovuti all'inquinamento da tutte le fonti bloccano 1 Watt per metro quadrato di energia solare, rispetto ai circa 3 Watt per metro quadrato intrappolati oggi dai gas serra emessi anche dalle attività industriali. In altre parole, senza l'effetto rinfrescante delle nuvole seminate dall'inquinamento, La Terra potrebbe essersi già riscaldata di 1,5 gradi Celsius (2,7 F), un cambiamento che i progetti del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici avrebbero un impatto sociale significativo. (Per confronto, oggi si stima che la Terra si sia riscaldata di circa 1 C (1,8 F) dalla fine del 1800.)
"Penso che il più grande contributo di questo studio sia la nostra capacità di generalizzare, calcolare una valutazione globale dell'impatto complessivo dell'inquinamento da solfati sulle nuvole basse, " ha detto il co-autore Rob Wood, un professore di scienze atmosferiche UW.
I risultati hanno anche implicazioni per un possibile meccanismo di intervento deliberato sul clima. Suggeriscono che le strategie per rallentare temporaneamente il riscaldamento globale spruzzando particelle di sale per rendere più riflettenti le nuvole marine di basso livello, noto come schiarimento delle nuvole marine, potrebbe essere efficace. Ma implicano anche che questi cambiamenti potrebbero richiedere anni per essere facilmente osservati.
"Ciò che questo studio non ci dice affatto è:l'illuminazione delle nuvole marine è una buona idea? Dovremmo farlo? Ci sono molte più ricerche che devono essere approfondite su questo, anche dalle scienze sociali e umanistiche, "Diamond ha detto. "Ci dice che questi effetti sono possibili e su una nota più cautelativa, che questi effetti potrebbero essere difficili da rilevare con sicurezza".
