L'Artico si sta riscaldando due o tre volte più velocemente del resto del pianeta. Questo riscaldamento amplificato è dovuto a diversi fattori, ma l'importanza relativa di ciascuno rimane ancora poco chiara. "Lo sappiamo, però, che le nuvole potrebbero giocare un ruolo importante, "dice Julia Schmale, un professore dell'EPFL che dirige il Laboratorio di ricerca sugli ambienti estremi e detiene la cattedra Ingvar Kamprad. "Riflettendo i raggi del sole nello spazio o intrappolando il calore vicino alla superficie terrestre come una coperta, le nuvole aiutano a rinfrescare o a riscaldare il pianeta".

Schmale, insieme agli scienziati del Laboratorio di chimica atmosferica del Paul Scherrer Institute e del Dipartimento di scienze ambientali dell'Università di Stoccolma e del Bolin Center for Climate Research, ha trascorso diverse settimane a raccogliere dati vicino al polo nord ad agosto e settembre 2018. nell'ambito della spedizione USA-Svedese Arctic Ocean 2018 a bordo del rompighiaccio svedese Oden. Gli scienziati hanno misurato le proprietà chimiche e fisiche delle molecole atmosferiche e delle particelle di aerosol per comprendere meglio le condizioni che portano alla formazione delle nuvole.

Come si formano gli aerosol nell'Artico

"Uno dei nostri obiettivi era studiare come potrebbero formarsi nuove particelle di aerosol nell'atmosfera artica, "dice Andrea Baccarini, un dottorato di ricerca studente presso l'Istituto Paul Scherrer e ora collaboratore scientifico nel Laboratorio di ricerca Ambienti estremi. "Nelle giuste condizioni, le molecole di gas si condensano insieme in piccoli gruppi che possono crescere, eventualmente formando aerosol." Se questi aerosol crescono anche solo di una piccola quantità, possono funzionare come nuclei di condensazione delle nuvole, che sono essenziali per la formazione delle nuvole.

Nell'estate e nell'autunno dell'Artico, la concentrazione di aerosol è estremamente bassa. "Il contributo degli aerosol di nuova formazione può essere estremamente importante e anche un piccolo cambiamento nella concentrazione di aerosol nell'alto Artico potrebbe avere un impatto importante sulla formazione delle nuvole o alterare le proprietà radiative delle nuvole, " dice Baccarini. Inoltre, non è ancora chiaro quanto siano importanti i processi di aerosol locali per la formazione di nubi rispetto al trasporto regionale o a lungo raggio, Per esempio. "Con questa spedizione, potremmo studiare le fonti esatte di particelle di aerosol necessarie per formare le nuvole", aggiunge Paul Zieger, un assistente professore all'Università di Stoccolma che ha guidato il progetto di ricerca sui processi di aerosol-nuvole della spedizione del 2018.

L'acido iodico compare all'inizio dell'autunno

Il team di ricerca ha scoperto che l'acido iodico, un composto chimico che non era stato precedentemente osservato nella regione, innesca la formazione di nuovi aerosol tra la fine dell'estate e l'inizio dell'autunno. "C'è meno ghiaccio nell'Artico alla fine dell'estate, molta acqua aperta e la concentrazione di acido iodico è molto bassa in quel punto, " dice Schmale. "Verso la fine di agosto la temperatura scende e l'acqua inizia a gelare, segnando l'inizio del cosiddetto periodo di congelamento. Questo è quando la concentrazione di acido iodico aumenta bruscamente portando a frequenti nuovi eventi di formazione di particelle di aerosol".

Il team ha sviluppato un modello semplice per spiegare la variabilità dell'acido iodico nell'atmosfera, che dipende in gran parte dalle condizioni meteorologiche locali. Sono stati anche in grado di descrivere l'intera catena di eventi che porta dalla formazione di nuove particelle alle nuvole, dalla molecola di gas che inizialmente crea una particella alla formazione di nuclei di condensazione della nube. "Osservare e descrivere questo processo in condizioni reali è stata un'opportunità estremamente rara, "dice Schmale.

Le loro scoperte, recentemente pubblicato in Comunicazioni sulla natura , fornire maggiori informazioni sul ruolo dei processi biogeochimici per la formazione di nubi sulla banchisa artica e potenzialmente anche per il riscaldamento dell'Artico.