Durante la spedizione di ricerca MOSAiC, condotta nella banchisa artica tra il 2019 e il 2020, gli scienziati dell'EPFL hanno osservato una perturbazione atmosferica innescata dall'intrusione di una massa d'aria calda altamente inquinata. È stato appena pubblicato un primo studio che fornisce ulteriori approfondimenti sul fenomeno e sulle sue potenziali implicazioni.

Gli strumenti meteorologici installati sul rompighiaccio Polarstern hanno registrato un enorme salto della temperatura dell'aria in prossimità della superficie, da -30,8°C a quasi 0°C, tra il 14 e il 17 aprile 2020. Si tratta di un'oscillazione record che non era mai stata osservata nella parte centrale Oceano Artico all'interno della climatologia meteorologica disponibile, a partire da 40 anni fa. Il rompighiaccio stava operando nell'ambito della spedizione MOSAiC, che mira a comprendere meglio i fattori trainanti del cambiamento climatico accelerato dell'Artico e come sta influenzando la regione. Durante la spedizione, centinaia di strumenti di ricerca hanno effettuato milioni di misurazioni in tempo reale, raccogliendo dati sulle proprietà biologiche, chimiche e fisiche dal fondo dell'oceano alle nubi profonde.

Uno degli scienziati a bordo del Polarstern era Julia Schmale, assistente professore di ruolo presso l'EPFL e capo del Laboratorio di ricerca sugli ambienti estremi (EERL) dell'EPFL, con sede presso il centro di ricerca ALPOLE presso l'EPFL Valais Wallis. Insieme a un postdoc di EERL, Lubna Dada, e diversi colleghi MOSAiC, hanno pubblicato uno studio su Nature Communications fornendo informazioni importanti su questo fenomeno preoccupante.

I dati raccolti dai ricercatori mostrano che una massa di aria calda che trasporta grandi quantità di inquinanti dall'Eurasia settentrionale si è intromessa alle alte latitudini. Il loro studio è il primo a rivelare le proprietà chimiche e microfisiche del particolato trascinato nell'Artico centrale da una calda intrusione e a mettere in relazione questi risultati con gli impatti rilevanti per il clima sulla formazione delle nubi.

Dati sorprendenti

"Sapevamo già dalle previsioni del tempo che sarebbe arrivata una massa d'aria calda", afferma Schmale. "È un processo che si verifica regolarmente nella regione. Ma quando abbiamo esaminato i dati sull'inquinamento che abbiamo registrato, abbiamo visto qualcosa che non avevamo mai visto prima". Schmale ha quindi controllato frequentemente le letture degli strumenti di misurazione dell'aria e ha notato che non era solo l'aumento della temperatura, ma inaspettatamente il numero, la concentrazione di massa e il potenziale di formazione di nubi delle particelle avvesse che hanno raggiunto livelli record. I suoi colleghi sul Polarstern stavano raccogliendo dati altrettanto sorprendenti su neve e ghiaccio.

Una volta tornato all'EPFL, Schmale ha lavorato con Dada, che è un chimico e fisico atmosferico, per analizzare i dati dell'evento. Dada, l'autore principale dello studio, ha riscontrato che la concentrazione di inquinamento atmosferico nella massa d'aria calda superava i valori tipicamente misurati a Zurigo. A differenza del particolato nella città svizzera, l'inquinamento atmosferico artico era molto più acido, a causa dell'acido solforico, e conteneva meno nitrati. "È preoccupante vedere tali dati in una regione in cui non c'è industria o qualsiasi altra fonte di inquinamento comparabile", dice. Inoltre, le analisi dei dati radar hanno mostrato che le particelle contribuiscono a formare nubi otticamente spesse, che agiscono essenzialmente come una coperta opaca, amplificando l'aumento di temperatura più vicino al suolo. Ciò può avere importanti implicazioni per lo scioglimento dei ghiacci marini più avanti nella stagione.

Dall'Artico alle medie latitudini

Un punto chiave dello studio mostra quindi che le intrusioni "sporche" possono avere un forte effetto sull'equilibrio di radiazione dell'atmosfera, mentre le intrusioni "pulite" si comporteranno diversamente. A causa dei cambiamenti climatici, gli eventi di intrusione calda, come quello osservato dagli scienziati dell'EPFL nell'Oceano Artico nell'aprile 2020, sono diventati più frequenti e di maggiore durata. Tuttavia, si sa poco sulla concentrazione di inquinamento atmosferico, perché questa non è considerata dai modelli meteorologici.

L'Artico centrale in particolare è interessato da questo tipo di eventi e allo stesso tempo si sta riscaldando tre volte più velocemente del resto del pianeta. Ciò sta causando lo scioglimento del ghiaccio polare a una velocità senza precedenti, con conseguenze imprevedibili sugli ecosistemi e sulla dinamica atmosferica che interessano anche le medie latitudini. + Esplora ulteriormente

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