È chiaro che l'aumento delle emissioni di gas serra è il principale motore del riscaldamento globale. Ma a livello regionale, entrano in gioco diversi altri fattori. Ciò è particolarmente vero nell'Artico, un'enorme regione oceanica intorno al Polo Nord che si sta riscaldando da due a tre volte più velocemente rispetto al resto del pianeta. Una conseguenza dello scioglimento della calotta polare artica è una riduzione dell'albedo, che è la capacità delle superfici di riflettere una certa quantità di radiazione solare. Le superfici luminose della Terra come i ghiacciai, la neve e le nuvole hanno un'elevata riflettività. Man mano che la neve e il ghiaccio diminuiscono, l'albedo diminuisce e più radiazioni vengono assorbite dalla Terra, portando ad un aumento della temperatura vicino alla superficie.

L'altra regionale, ancora un fattore molto più complesso a cui gli scienziati devono prestare particolare attenzione si riferisce al modo in cui le nuvole e gli aerosol interagiscono. Gli aerosol sono minuscole particelle sospese nell'aria; sono disponibili in un'ampia gamma di dimensioni e composizioni e possono presentarsi in natura, ad esempio dagli spruzzi del mare, emissioni microbiche marine o incendi boschivi (come in Siberia) o essere prodotti dall'attività umana, ad esempio dalla combustione di combustibili fossili o dall'agricoltura. Senza aerosol, le nuvole non possono formarsi perché fungono da superficie su cui le molecole d'acqua formano le goccioline. A causa di questo ruolo, e più specificamente a come influenzano la quantità di radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre, e la radiazione terrestre che lascia la Terra, gli aerosol sono un elemento essenziale nella regolazione del clima e del clima artico in particolare.

"Un sacco di punti interrogativi"

In un articolo pubblicato su Cambiamenti climatici naturali l'8 febbraio, Julia Schmale, il capo del laboratorio di ricerca sugli ambienti estremi dell'EPFL, avverte la comunità scientifica della necessità di una migliore comprensione dei processi legati all'aerosol. "Il modo in cui l'albedo è influenzato dal ghiaccio è abbastanza ben compreso:ci sono valori massimi e minimi stabiliti, Per esempio, " dice Schmale. "Ma quando si tratta di gruppi di aerosol, ci sono molte variabili da considerare:rifletteranno o assorbiranno la luce, formeranno una nuvola, sono naturali o antropiche, rimarranno locali o percorreranno lunghe distanze, e così via. Ci sono un sacco di punti interrogativi là fuori, e dobbiamo trovare le risposte." Ha lavorato al documento con due coautori:Paul Zieger e Annica M. L. Ekman, entrambi dal Bolin Center for Climate Research presso l'Università di Stoccolma.

Schmale ha effettuato diverse spedizioni di ricerca al Polo Nord, più recentemente all'inizio del 2020 sul rompighiaccio tedesco Polarstern. Ha visto in prima persona che il clima artico tende a cambiare più velocemente in inverno, nonostante non ci sia albedo durante questo periodo di oscurità di 24 ore. Gli scienziati ancora non sanno perché. Una ragione potrebbe essere che le nuvole presenti in inverno stanno riflettendo il calore della Terra fino al suolo; ciò avviene in misura variabile a seconda dei cicli naturali e della quantità di aerosol nell'aria. Ciò aumenterebbe le temperature al di sopra della massa di ghiaccio artico, ma il processo è estremamente complicato a causa dell'ampia gamma di tipi di aerosol e delle differenze nella loro capacità di riflettere e assorbire la luce. "Poche osservazioni sono state fatte su questo fenomeno perché, per condurre ricerche nell'Artico in inverno, devi bloccare un rompighiaccio, scienziati e attrezzature di ricerca per l'intera stagione, "dice Schmale.

Miglioramento dei modelli meteorologici

Sebbene molte spedizioni di ricerca siano già state effettuate nell'Artico, molto resta da esplorare. Un'opzione potrebbe essere quella di raccogliere tutte le scoperte fatte finora sul riscaldamento dell'Artico e usarle per migliorare i modelli meteorologici esistenti. "Serve subito un grande sforzo, altrimenti saremo sempre un passo indietro nel capire cosa sta succedendo. Le osservazioni che abbiamo già fatto potrebbero essere utilizzate per migliorare i nostri modelli. Sono disponibili numerose informazioni, ma non è stato smistato nel modo giusto per stabilire collegamenti tra i diversi processi. Ad esempio, i nostri modelli attualmente non possono dirci quali tipi di aerosol contribuiscono maggiormente al cambiamento climatico, locali o antropici, "dice Schmale.

Nella loro carta, il team di ricerca propone tre passaggi che potrebbero essere adottati per ottenere una migliore comprensione del clima artico e del ruolo svolto dagli aerosol. Suggeriscono di creare un interattivo, open-source, piattaforma virtuale che raccoglie tutta la conoscenza dell'Artico fino ad oggi. Indicano come esempio il programma International Arctic Systems for Observing the Atmosphere (IASOA); l'IASOA coordina le attività dei singoli osservatori artici per fornire una rete internazionale collaborativa per la ricerca e le operazioni atmosferiche artiche. "Dobbiamo migliorare i nostri modelli climatici perché ciò che sta accadendo nell'Artico alla fine si diffonderà altrove. Sta già influenzando il clima in altre parti dell'emisfero settentrionale, come abbiamo visto con lo scioglimento dei ghiacciai e l'innalzamento del livello del mare in Groenlandia. E per sviluppare modelli migliori, sarà cruciale una migliore comprensione del ruolo degli aerosol. Hanno un forte impatto sul clima e sulla salute umana, "dice Schmale.