Uno studio sugli aerosol che bruciano biomassa condotto dai ricercatori dell'Università del Wyoming ha rivelato che il fumo degli incendi ha un effetto di raffreddamento sull'atmosfera maggiore di quanto ipotizzato dai modelli informatici.

"Lo studio affronta l'impatto degli incendi sul clima globale, e abbiamo ampiamente utilizzato il supercomputer NCAR-Wyoming (Cheyenne), "dice Shane Murphy, un professore associato di scienze atmosferiche UW. "Anche, il documento ha utilizzato le osservazioni di UW e altri team in tutto il mondo per confrontare i risultati del modello climatico. La conclusione principale del lavoro è che il fumo degli incendi boschivi si raffredda più di quanto ipotizzano i modelli attuali".

Murphy è stato un collaboratore autore di un articolo, intitolato "Gli aerosol che bruciano biomassa nella maggior parte dei modelli climatici sono troppo assorbenti, " che è stato pubblicato il 12 gennaio (oggi) in Comunicazioni sulla natura , una rivista ad accesso aperto che pubblica ricerche di alta qualità in tutte le aree delle scienze naturali. Gli articoli pubblicati dalla rivista rappresentano importanti progressi significativi per gli specialisti di ogni campo.

Cacciatore Marrone, che si è laureato alla UW nell'autunno 2020 con un dottorato di ricerca. nella scienza dell'atmosfera, era l'autore principale del giornale. Altri contributori al documento includevano ricercatori della Texas A&M University; North Carolina A&T State University; l'Università della Georgia; l'Istituto meteorologico finlandese; il Centro internazionale per il clima e le scienze ambientali, e Istituto Meteorologico Norvegese, sia a Oslo, Norvegia; l'Università di Reading nel Regno Unito; North-West University in Sud Africa; l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina a Hefei, Cina; e Pacific Northwest National Laboratory a Richland, Lavare.

La composizione, le dimensioni e lo stato di miscelazione degli aerosol che bruciano biomassa determinano le proprietà ottiche dei pennacchi di fumo nell'atmosfera che, a sua volta, sono un fattore importante nel dettare come questi aerosol perturbano il bilancio energetico nell'atmosfera.

"Abbiamo scoperto che molti dei modelli climatici più avanzati simulano aerosol che bruciano biomassa o fumo più scuro, o più assorbimento di luce, di quello che vediamo nelle osservazioni, "dice Bruno, di Juneau, dell'Alaska. "Questo ha implicazioni per le previsioni climatiche fatte da questi modelli".

Le osservazioni ei modelli utilizzati nello studio hanno coperto un'ampia gamma temporale. Africa, Sudamerica e Asia sudorientale, oltre alle regioni del fuoco boreale, sono stati scelti perché questi sono i maggiori contributori alle emissioni di fumo da combustione di biomassa nel mondo, dice Brown.

Il Centro nazionale per la ricerca atmosferica (NCAR)-Wyoming Supercomputing Center (NWSC) a Cheyenne è stato utilizzato per tutte le elaborazioni dei dati e le simulazioni di sensibilità del modello, dice Brown. Alcuni degli altri dati del modello utilizzati per il confronto in questo studio sono stati generati altrove.

"Quando confrontiamo le osservazioni globali del fumo degli incendi boschivi con il fumo simulato degli incendi da una raccolta di modelli climatici, la stragrande maggioranza dei modelli ha un fumo che assorbe più luce rispetto alle osservazioni, " Spiega Brown. "Ciò significa che più energia dal sole sta andando verso il riscaldamento dell'atmosfera in questi modelli, a differenza di quanto vediamo in queste campagne sul campo e studi di laboratorio, che riportano un fumo meno assorbente che ha più di un effetto di raffreddamento disperdendo la luce lontano dalla Terra e riportandola nello spazio".

Il grado di assorbimento di questi aerosol nell'atmosfera dipende dal tipo di combustibile che sta bruciando, così come il clima della regione del fuoco. In genere, piccante, gli incendi delle praterie secche in Africa e in Australia tendono ad avere un fumo molto più scuro, che è più assorbente, mentre è più fresco, gli incendi boschivi boreali più umidi in Nord America e Asia settentrionale tendono ad avere un fumo molto più luminoso, che assorbe meno.

Dopo che i ricercatori hanno apportato miglioramenti all'aerosol al modello, Il fumo degli incendi boschivi africani tendeva ancora ad essere più assorbente delle osservazioni. Ciò potrebbe essere spiegato da semplificazioni nel modo in cui gli aerosol si evolvono nel tempo nel modello, o potrebbe essere dovuto alla mancanza di osservazioni da questa parte del mondo che distorcono i risultati verso il regime di fuoco boreale, Brown spiega.

"Siamo stati in grado di tracciare il disaccordo tra il modello e le osservazioni su come i modelli rappresentavano le singole particelle di fumo, o aerosol, nel modello, " Dice Brown. "Questo dipendeva dal modo in cui il modello caratterizzava il loro trucco, le loro dimensioni e le miscele di diversi tipi di aerosol che bruciano biomasse. Quando abbiamo modificato queste variabili in uno dei modelli, abbiamo visto un notevole miglioramento nel fumo simulato."

Questo confronto tra modelli informatici e osservazioni globali è prezioso per i gruppi di sviluppo di modelli e può aiutare a ridurre l'incertezza negli impatti climatici dell'aerosol bruciato dalla biomassa nei modelli, dice Brown.