Un nuovo studio utilizza i dati satellitari sull'emisfero australe per comprendere la composizione della nuvola globale durante la rivoluzione industriale. Questa ricerca affronta una delle più grandi incertezze nei modelli climatici odierni:l'effetto a lungo termine delle minuscole particelle atmosferiche sui cambiamenti climatici.

I modelli climatici attualmente includono l'effetto di riscaldamento globale dei gas serra e gli effetti di raffreddamento degli aerosol atmosferici. Le minuscole particelle che compongono questi aerosol sono prodotte da fonti artificiali come le emissioni delle automobili e dell'industria, così come fonti naturali come fitoplancton e spruzzi marini.

Possono influenzare direttamente il flusso della luce solare e del calore all'interno dell'atmosfera terrestre, nonché interagire con le nuvole. Uno dei modi in cui lo fanno è rafforzando la capacità delle nuvole di riflettere la luce solare nello spazio aumentando la loro concentrazione di goccioline. Questo a sua volta raffredda il pianeta. La quantità di luce solare che si riflette nello spazio è riferita all'albedo terrestre.

Però, c'è stata una comprensione estremamente limitata di come la concentrazione di aerosol sia cambiata tra i primi tempi dell'industria e i giorni nostri. Questa mancanza di informazioni limita la capacità dei modelli climatici di stimare con precisione gli effetti a lungo termine degli aerosol sulle temperature globali e quanto effetto potrebbero avere in futuro.

Ora, uno studio internazionale condotto dalle Università di Leeds e Washington ha riconosciuto che remoto, parti incontaminate dell'emisfero australe forniscono una finestra su come appariva l'atmosfera della prima industria.

Il team ha utilizzato misurazioni satellitari della concentrazione di goccioline di nubi nell'atmosfera sull'emisfero settentrionale, fortemente inquinato dagli aerosol industriali odierni, e sull'Oceano Meridionale relativamente incontaminato.

Hanno usato queste misurazioni per quantificare i possibili cambiamenti dovuti agli aerosol industriali nell'albedo terrestre dal 1850.

I risultati, pubblicato oggi sulla rivista PNAS , suggeriscono che le concentrazioni di aerosol all'inizio dell'industria e il numero di goccioline di nuvole erano molto più alti di quanto attualmente stimato da molti modelli climatici globali. Ciò potrebbe significare che gli aerosol atmosferici generati dall'uomo non hanno un effetto di raffreddamento così forte come stimano alcuni modelli climatici. Lo studio suggerisce che è probabile che l'effetto sia più moderato.

Co-autore principale, Daniel McCoy, Assegnista di ricerca presso la School of Earth and Environment di Leeds, ha dichiarato:"Le limitazioni alla nostra capacità di misurare gli aerosol nell'atmosfera di prima industria hanno reso difficile ridurre le incertezze su quanto riscaldamento ci sarà nel 21° secolo.

"Le carote di ghiaccio forniscono concentrazioni di anidride carbonica da millenni nel passato, ma gli aerosol non si fermano allo stesso modo. Un modo per guardare indietro nel tempo è esaminare una parte dell'atmosfera che non abbiamo ancora inquinato.

"Queste aree remote ci consentono di dare uno sguardo al nostro passato e questo ci aiuta a comprendere il record climatico e a migliorare le nostre previsioni su ciò che accadrà in futuro".

Co-autore principale, Isabel McCoy, dal Dipartimento di Scienze Atmosferiche di Washington, ha dichiarato:"Una delle maggiori sorprese per noi è stata l'elevata concentrazione di goccioline delle nuvole nelle nuvole dell'Oceano Meridionale. Il modo in cui la concentrazione delle goccioline delle nuvole aumenta in estate ci dice che la biologia oceanica sta svolgendo un ruolo importante nell'impostare la luminosità delle nuvole in ambienti non inquinati. oceani ora e nel passato.

"Vediamo elevate concentrazioni di goccioline di nubi nelle osservazioni satellitari e aeree, ma non nei modelli climatici. Ciò suggerisce che ci sono lacune nella rappresentazione del modello delle interazioni aerosol-nube e dei meccanismi di produzione di aerosol in ambienti incontaminati.

"Mentre continuiamo a osservare ambienti incontaminati attraverso il satellite, aereo, e piattaforme a terra, possiamo migliorare la rappresentazione dei complessi meccanismi che controllano la luminosità delle nuvole nei modelli climatici e aumentare la precisione delle nostre proiezioni climatiche".

Co-autore Leighton Regayre, un Research Fellow anche dalla School of Earth and Environment di Leeds, ha dichiarato:"La scienza che supporta i nostri modelli climatici sta migliorando continuamente. Questi modelli stanno affrontando alcune delle questioni ambientali più urgenti e complesse dell'era moderna e gli scienziati del clima sono sempre stati in prima linea sul fatto che esistono incertezze.

"Raggiungeremo solo le risposte di cui abbiamo bisogno per combattere il riscaldamento globale interrogando regolarmente la scienza. Il nostro team ha utilizzato milioni di varianti di un modello per esplorare tutte le potenziali incertezze, l'equivalente di avere una sperimentazione clinica con milioni di partecipanti.

"Speriamo che i nostri risultati, insieme a studi sul processo dettagliato di produzione di aerosol e interazioni aerosol-nube in ambienti incontaminati che il nostro lavoro ha motivato, contribuirà a guidare lo sviluppo della prossima generazione di modelli climatici".

Il documento "Il contrasto emisferico nelle proprietà microfisiche delle nuvole vincola la forzatura dell'aerosol" è pubblicato in PNAS , 27 luglio 2020.