Una nuova analisi delle misurazioni delle nubi al di fuori della costa della California, combinate con misurazioni satellitari globali, rivela che anche le particelle di aerosol piccole fino a 25-30 nanometri possono contribuire alla formazione delle nuvole. Pertanto, l'impatto climatico dei piccoli aerosol potrebbe essere sottostimato.
Le nuvole sono tra le entità meno comprese del sistema climatico e la più grande fonte di incertezza nella previsione dei futuri cambiamenti climatici. Per descrivere le nuvole, è necessario comprendere i sistemi meteorologici su una scala che può arrivare a centinaia di chilometri e la microfisica fino alla scala delle molecole.
Il nuovo studio getta nuova luce su ciò che accade su scala molecolare, concentrandosi sui nuclei di condensazione delle nubi nelle nubi a strati marini:nubi a basso livello, stratificate orizzontalmente. Lo studio, "Supersaturation and Critical Size of Cloud Condensation Nuclei in Marine Stratus Clouds", è pubblicato in Geophysical Research Letters .
È noto che la formazione delle nuvole dipende da due condizioni fondamentali:1) L'atmosfera è sovrasatura d'acqua, il che significa che c'è così tanta acqua nell'aria che può diventare liquida, e 2) Una particella seme chiamata nucleo di condensazione delle nuvole è presente, su cui l'acqua può condensarsi.
Questi semi devono essere più grandi di una dimensione critica affinché l'acqua si condensi e formi gocce, e si presume comunemente che la dimensione critica sia di circa 60 nanometri o più.
Scienziati dell’Università Tecnica della Danimarca, dell’Università di Copenaghen e dell’Università Ebraica di Gerusalemme hanno studiato questa dimensione critica di minuscole particelle di aerosol, o protosemi. Si scopre che una dimensione di 25-30 potrebbe essere sufficiente affinché possano crescere in nuclei di condensazione delle nuvole.
"Poiché i protosemi possono essere molto più piccoli di quanto si pensasse in precedenza, la formazione delle nuvole è più sensibile ai cambiamenti negli aerosol di quanto si pensasse in precedenza, specialmente nelle aree incontaminate dove prevalgono le nubi degli strati marini", afferma Henrik Svensmark, ricercatore senior presso DTU Space e responsabile autore dell'articolo.
A causa della maggiore sovrasaturazione dell'acqua all'interno delle nuvole, gli aerosol più piccoli vengono attivati nelle goccioline delle nuvole. In termini semplici, più acqua c'è, più facilmente potrà condensarsi e più piccolo dovrà essere il seme.
La base dello studio erano le misurazioni delle nubi degli strati marini eseguite nel 2014 da ricercatori del Nevada. Queste misurazioni rivelano una relazione tra la quantità di gocce di nubi e la sovrasaturazione dell’acqua nell’atmosfera. Le misurazioni, combinate con le misurazioni satellitari globali dello strumento MODIS, hanno permesso agli scienziati di calcolare la quantità di caduta delle nuvole, da cui è possibile trovare una mappa globale della sovrasaturazione.
Ecco la sorpresa:la sovrasaturazione è generalmente più elevata di quanto ipotizzato in precedenza. Poiché la sovrasaturazione determina la dimensione critica del seme, anche i semi più piccoli possono fungere da nuclei di condensazione delle nubi. Invece di aerosol che crescono fino a 60 nm o più, è sufficiente una dimensione di 25-30 nm.
"Non sembra molto, ma le implicazioni potrebbero essere importanti", afferma Henrik Svensmark.
"Circa la metà di tutti i nuclei di condensazione delle nuvole sono formati da decine di migliaia di molecole che si aggregano una per una, formando una particella di aerosol. Ciò richiede tempo; più tempo impiega, maggiore è il rischio di perdersi.
"I modelli attuali mostrano che, a causa del tempo di crescita, la maggior parte dei piccoli aerosol viene persa prima di raggiungere la dimensione critica e, quindi, la formazione di nubi è piuttosto insensibile ai cambiamenti nella produzione di piccoli aerosol. I nostri risultati cambiano questa comprensione come aerosol deve crescere molto meno, il che è importante per modellare le nuvole e le previsioni climatiche."
Ulteriori informazioni: Henrik Svensmark et al, Supersaturazione e dimensione critica dei nuclei di condensazione delle nubi negli strati marini, Lettere di ricerca geofisica (2024). DOI:10.1029/2024GL108140
Informazioni sul giornale: Lettere di ricerca geofisica
Fornito dall'Università Tecnica della Danimarca)
