Avere nuvole in cielo rinfresca la giornata, riflettendo la luce del sole e ombreggiando la terra. Alcune persone hanno proposto di utilizzare questo tipo di effetto riflettente per raffreddare il pianeta, una nozione nota come geoingegneria solare.

I ricercatori hanno suggerito che questo, insieme all'attuale copertura nuvolosa, potrebbe abbassare le temperature globali. Però, riflettere la luce solare non è un processo che elimina i gas serra e i loro effetti. Cosa succede quando le nuvole interagiscono con alti livelli di anidride carbonica (CO ₂ )?

Uno studio finanziato dalla NASA e dalla NSF con contributi dei ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) Colleen Kaul e Kyle Pressel indaga su queste domande. Nello specifico, esaminano come le nuvole interagiscono con la radiazione in condizioni diverse, livelli particolarmente elevati di gas serra.

Il gruppo di ricerca, tutti all'epoca al California Institute of Technology, ha sviluppato un metodo di modellazione delle nuvole che accoppia simulazioni ad alta risoluzione delle nuvole stratocumuli che coprono ampi tratti dell'oceano con un semplice modello climatico. Queste nuvole sono riflettori chiave della radiazione solare e persistono a causa del raffreddamento della radiazione a onde lunghe, dove le cime delle nuvole rilasciano energia sotto forma di bassa energia, onde luminose infrarosse.

Il raffreddamento a onde lunghe è fondamentale per collegare le nuvole all'aria umida sulla superficie del mare che le alimenta. Però, questo processo naturale può essere interrotto da alte concentrazioni di gas serra, come CO ₂ , metano, e protossido di azoto in grado di assorbire la luce infrarossa.

Simulazione di nuvole ai tropici

I ricercatori hanno utilizzato una simulazione di grandi vortici, un modo per modellare matematicamente il movimento dell'atmosfera, per rappresentare con precisione le dinamiche del cloud. Lo hanno combinato con un consolidato, semplice modello climatico tropicale che consente loro di utilizzare la simulazione di grandi vortici per esplorare le questioni relative al clima.

Il team di ricerca ha utilizzato i dati presi da aree reali di nuvole come base per creare la loro patch cloud rappresentativa simulata. Questa patch è quindi servita come modello generale per le nubi stratocumuli che potrebbero essere soggette a livelli variabili di CO ₂ , con l'obiettivo di isolare i suoi effetti sulla radiazione infrarossa.

Quando CO ₂ livelli raggiunti 1, A 700 ppm (più del quadruplo dei livelli odierni) le nuvole simulate sono diventate troppo instabili e si sono dissipate. Dopo di che, anche se la CO ₂ livello diminuito al di sotto della soglia di instabilità, le nuvole non si riformarono, mostrando un punto di svolta nell'atmosfera in cui le nubi stratocumuli non sono più in grado di esistere stabilmente.

Una volta che le nuvole sono sparite, il clima modellato si riscalda rapidamente e drammaticamente. In uno scenario estremo in cui le attuali tendenze al riscaldamento continuano da oltre un secolo, CO . globale ₂ i livelli potrebbero raggiungere abbastanza alti da dissipare le nubi stratocumuli e causare un aumento della temperatura della superficie del mare tropicale, un indicatore del riscaldamento generale, di 5 ° C.

Mantenere basse le temperature è complicato

Ciò indica che le nubi stratocumuli sono estremamente sensibili ai cambiamenti nella radiazione infrarossa a onde lunghe. La tendenza delle nuvole a dissiparsi con alti livelli di CO ₂ indica che la geoingegneria solare non è un'opzione sicura per raffreddare il pianeta. Potrebbe funzionare per guadagnare un po' di tempo in più, ma dopo un certo punto il clima potrebbe riscaldarsi rapidamente senza ulteriori sforzi per mitigare le emissioni.

I ricercatori che esplorano le complesse interazioni che governano il mondo naturale hanno molte considerazioni da tenere a mente. I modelli che consentono l'esplorazione di diversi aspetti del sistema Terra saranno la chiave per comprendere le potenziali ramificazioni di qualsiasi piano.