Le nuvole si formano quando il vapore acqueo in pacchetti d'aria umidi si condensa sugli aerosol atmosferici, come particelle di polvere. La transizione dalla particella secca alla goccia d'acqua liquida è nota come attivazione. La soglia per l'attivazione è una funzione delle dimensioni e della composizione chimica dell'aerosol, nonché dell'umidità relativa dell'aria locale. Poiché la dimensione e la composizione di una data particella sono fisse, l'attivazione avviene principalmente quando un pacchetto d'aria attraversa un livello di saturazione dell'acqua chiamato sovrasaturazione critica.

Tipicamente, quando si alza un pacco di aria umida, si raffredda, riducendo la capacità dell'aria di contenere il vapore acqueo e portando il pacco verso la sovrasaturazione critica. La teoria tradizionale e le simulazioni di laboratorio hanno trascurato i processi dinamici, come turbolenze, all'interno del pacco e si presume che il pacco sia ben descritto da un'unica temperatura e umidità relativa. Però, recenti osservazioni in situ suggeriscono che la turbolenza può creare variazioni dello 0,1%-0,3% nel valore del rapporto di saturazione della parcella.

Shawon et al. ha utilizzato una nuova camera a nebbia all'avanguardia per studiare gli effetti della turbolenza sulla formazione delle nubi in laboratorio. Per svolgere le loro indagini, hanno creato un ambiente sovrasaturo all'interno della camera, inizialmente privo di aerosol. Impostando la parte superiore e inferiore della camera a temperature diverse, hanno indotto un movimento turbolento dell'aria. Quindi hanno iniettato particelle di cloruro di sodio secco di dimensioni submicrometriche nella camera per fungere da siti di nucleazione per la formazione di goccioline di nubi e hanno osservato i risultati dello stato stazionario.

Fissando la dimensione e la composizione dell'aerosol, nonché la temperatura e il livello di saturazione iniziale della camera, gli autori hanno isolato l'effetto della turbolenza. Hanno scoperto che in queste condizioni, particelle di aerosol con le stesse caratteristiche fisiche nello stesso pacchetto d'aria potrebbero attivarsi o non attivarsi a causa della variazione indotta dalla turbolenza nella sovrasaturazione locale. Poiché l'attivazione si verifica quando viene raggiunta la soglia di sovrasaturazione critica, la turbolenza può spingere brevemente più particelle oltre quel limite, determinando frazioni di attivazione complessive maggiori.

Secondo gli autori, gli effetti di turbolenza possono svolgere un ruolo importante nella transizione tra i tipi di nuvole. Ciò può essere particolarmente vero per le nuvole che si spostano da ambienti terrestri a ambienti marini, durante il quale cambia anche la popolazione di aerosol disponibili.

Questa storia è ripubblicata per gentile concessione di Eos, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.