La pandemia di COVID-19 non sta solo interessando quasi ogni aspetto della nostra vita quotidiana, ma anche l'ambiente. Una squadra tedesca, guidato dall'Istituto Max Planck per la chimica e dal Centro aerospaziale tedesco (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), ora vuole scoprire quanto siano forti questi effetti sull'atmosfera. Nelle prossime due settimane, nell'ambito del programma di ricerca Bluesky, gli scienziati misureranno le concentrazioni di tracce di gas e inquinanti nell'aria sopra le aree urbane europee e nel corridoio di volo verso il Nord America. Lo scopo di queste missioni di ricerca è studiare come la riduzione delle emissioni dell'industria e dei trasporti stia cambiando la chimica e la fisica dell'atmosfera.

Un cielo azzurro senza scie di condensa e strade vuote:questa è una situazione tipica durante il blocco del Coronavirus. Traffico, in particolare il trasporto aereo, e la produzione industriale è stata ridotta in tutto il mondo a causa della pandemia di COVID-19. Ci sono meno aerei in volo e veicoli in circolazione in Europa rispetto a prima della pandemia. L'inquinamento atmosferico è diminuito dal 20 al 40 percento, e le emissioni giornaliere degli aerei sono diminuite fino all'85%. Ciò significa che l'atmosfera è molto meno inquinata dalle emissioni dei trasporti e dell'industria.

Un team di ricerca tedesco ora vuole sfruttare rapidamente questa situazione insolita per il progetto Bluesky. Scienziati del DLR, l'Istituto Max Planck per la chimica, Università Goethe di Francoforte, e i centri di ricerca di Jülich e Karlsruhe intendono utilizzare due velivoli di ricerca DLR per condurre per la prima volta un'indagine unica a livello globale sui conseguenti cambiamenti nell'atmosfera terrestre. I velivoli di ricerca Halo e Falcon di DLR sono stati dotati di strumentazione altamente specializzata e sorvoleranno la Germania, Italia, Francia, Gran Bretagna e Irlanda nel corso delle prossime due settimane. Voleranno anche sul Nord Atlantico, lungo il corridoio di volo verso il Nord America.

"DLR sta schierando parte della sua flotta di aerei di ricerca unica per sfruttare un'opportunità quasi unica. Durante queste missioni, l'atmosfera sarà analizzata in uno stato che potrebbe essere raggiunto in futuro con una gestione sostenibile delle attività umane. Osserveremo come l'ambiente cambia con l'aumento delle attività industriali. Questo ci darà una prospettiva completamente nuova sull'influenza antropica sull'atmosfera terrestre, " spiega Rolf Henke, Membro del comitato esecutivo del DLR responsabile della ricerca aeronautica. "Insieme ai nostri partner, stiamo dando un contributo significativo alla ridefinizione delle attività dell'umanità una volta che la pandemia sarà sotto controllo".

Voli di ricerca coordinati con due velivoli di misura

Jos Lelieveld, Direttore dell'Istituto Max Planck per la chimica, vuole utilizzare le missioni Bluesky per chiarire se esiste una correlazione tra il cielo azzurro e limpido durante il lockdown e la prevalenza di particelle di aerosol nell'atmosfera. "Il cielo azzurro unico delle ultime settimane non può essere spiegato dalle condizioni meteorologiche e dalla diminuzione delle emissioni vicino al suolo. Gli aerei potrebbero

hanno un impatto maggiore sulla formazione di particelle di aerosol di quanto si pensasse in precedenza, "dice il ricercatore atmosferico, chi è il direttore scientifico dei voli Halo. aerosol, particelle microscopiche nell'aria che influenzano anche la formazione delle nubi, sono finemente distribuiti. Diffondono e assorbono la radiazione solare e quindi hanno anche un impatto sul clima, perché influenzano il bilancio radiativo dell'atmosfera. Si creano aerosol, tra l'altro, durante la combustione dei combustibili fossili.

Christiane Voigt, Capo del Dipartimento di Fisica del Cloud presso il DLR Institute of Atmospheric Physics e Direttore Scientifico dei voli Falcon, vede anche un'opportunità unica con Bluesky. "Lo stato attuale dell'atmosfera rappresenta una sorta di 'punto zero' per la scienza. Potremo misurare un'atmosfera di riferimento che è solo leggermente inquinata dalle emissioni dell'industria e dei trasporti, compresa l'aviazione. Questo ci offre un'opportunità unica per comprendere meglio gli effetti delle emissioni antropiche prima della chiusura." Il fisico atmosferico sottolinea che, solo attraverso la collaborazione di tutti i partner, è stato possibile pianificare e realizzare le missioni scientificamente e logisticamente altamente complesse con un preavviso molto breve.

Emissioni da trasporto aereo, industria e traffico stradale nelle aree urbane

Voigt e i suoi colleghi ritengono che i dati di Bluesky forniranno un quadro più chiaro delle influenze antropiche sulla composizione dell'atmosfera terrestre. Con le apparecchiature a bordo di entrambi i velivoli da ricerca, gli scienziati di Bluesky stanno studiando le emissioni degli aerei come gli ossidi di azoto, anidride solforosa e aerosol ad altitudine di crociera, oltre alle poche scie rimaste. Tra l'altro, vogliono scoprire quanto queste emissioni sono diminuite sull'Europa e sul corridoio di volo del Nord Atlantico. Circa 30, 000 aerei sorvolano l'Europa ogni giorno, con emissioni altrettanto significative. Il ridotto traffico aereo consentirà rotte di volo più flessibili per le misurazioni.

Inoltre, i ricercatori vogliono studiare i pennacchi di emissione ridotti dalle aree urbane e chiarire come le emissioni sono distribuite allo strato limite atmosferico. Per esempio, gli scienziati di Bluesky hanno in programma di sorvolare l'area della Ruhr e le regioni intorno a Francoforte sul Meno, Berlino e Monaco di Baviera. Sono previsti anche voli sulla Pianura Padana in Italia e intorno a Parigi e Londra. "Vicino a città e agglomerati urbani, ci avvicineremo allo strato limite atmosferico ad un'altitudine di uno o due chilometri, poiché lì si concentrano le emissioni del traffico stradale e dell'industria, " spiega Jos Lelieveld. "Siamo interessati a quanto le concentrazioni di anidride solforosa, ossido d'azoto, idrocarburi e loro prodotti di reazione chimica, così come ozono e aerosol, sono cambiati." È anche molto orgoglioso che il team sia il primo al mondo a implementare una campagna di misurazioni di questo tipo.

Preparativi rapidi per i voli, con regole speciali per il controllo delle infezioni

Nelle ultime settimane, due velivoli di ricerca DLR, il Falcon 20E e il Gulfstream G550 Halo, sono stati convertiti con successo in breve tempo per le missioni Bluesky. Le conversioni sono state effettuate presso il DLR Flight Operations Facility a Oberpfaffenhofen. "Numerosi strumenti hanno dovuto essere installati e adattati, e l'aereo modificato per le prossime missioni, "dice Burkard Wigger, Responsabile degli esperimenti di volo DLR. "La stretta cooperazione tra le varie organizzazioni scientifiche ha permesso a questi due velivoli di ricerca di operare contemporaneamente nelle difficili condizioni derivanti dalla pandemia di Coronavirus".

La preparazione, l'esecuzione e il follow-up dei voli vengono effettuati in conformità con le norme vigenti in materia di interazioni personali e controllo delle infezioni. I voli congiunti di Falcon e Halo sono previsti fino alla prima metà di giugno. La valutazione dei dati e l'analisi dei risultati richiederanno poi diversi mesi. L'analisi includerà dati comparativi delle precedenti campagne di ricerca di Halo sulle emissioni del traffico aereo e sulle emissioni delle principali città e agglomerati urbani.

Informazioni su HALO

Il velivolo di ricerca High Altitude and Long Range (Halo) è un'iniziativa congiunta delle istituzioni tedesche di ricerca ambientale e climatica. Halo è supportato da sovvenzioni del Ministero federale dell'istruzione e della ricerca (BMBF), la Fondazione tedesca per la ricerca (DFG), l'Associazione Helmholtz dei centri di ricerca tedeschi, la Società Max Planck (MPG), l'Associazione Leibniz, lo Stato Libero di Baviera, l'Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT), il Forschungszentrum Jülich e il Centro aerospaziale tedesco (DLR).