L’Oceano Antartico è rinomato per avere l’aria più pulita della Terra. Ma le ragioni precise sono rimaste fino ad oggi un mistero.
C'è di più oltre alla semplice mancanza di attività umana. Sì, ci sono meno persone laggiù che usano prodotti chimici industriali e bruciano combustibili fossili. Ma esistono anche fonti naturali di particelle fini, come il sale prodotto dagli spruzzi del mare o la polvere sollevata dal vento.
Indipendentemente dall'origine, le particelle solide fini o le goccioline liquide sospese nell'aria sono note come "aerosol". Riteniamo che l'aria pulita abbia bassi livelli di aerosol, senza discriminare tra fonti naturali o industriali.
La nostra recente ricerca, pubblicata su npj Climate and Atmospheric Science , ha scoperto che le nuvole e la pioggia svolgono un ruolo cruciale nel ripulire l'atmosfera.
I livelli di aerosol nell’Oceano Antartico sono influenzati da una serie di fattori. Questi includono la quantità di nebbia salina e la variazione stagionale nella crescita di minuscoli organismi simili a piante chiamati fitoplancton, che sono una fonte di particelle di solfato disperse nell'aria.
Durante l'inverno vengono prodotti meno solfati, quando l'aria sopra l'Oceano Australe è più incontaminata.
Ma questa non è la storia completa. L'Oceano Australe è anche il luogo più nuvoloso della Terra. Si sperimentano piogge sporadiche e di breve durata come da nessun'altra parte. Volevamo comprendere il ruolo delle nuvole e della pioggia nel pulire l'aria.
Il più grande ostacolo alla comprensione di questi processi è sempre stata la mancanza di osservazioni di alta qualità di nuvole, precipitazioni e aerosol in questa regione del mondo scarsamente osservata.
Per fortuna, una nuova generazione di satelliti ci consente di studiare le immagini delle nuvole con un dettaglio senza precedenti. Abbiamo sviluppato un programma per computer in grado di riconoscere diversi modelli di nuvole su una vasta area dell'Oceano Antartico.
Cercavamo soprattutto motivi distintivi a forma di nido d'ape nel campo delle nuvole. Queste nuvole a nido d'ape sono di grande interesse perché hanno un ruolo importante nella regolazione del clima.
Quando la cella del favo è piena di nuvole o "chiusa", è più bianca e luminosa, riflettendo più luce solare nello spazio. Quindi queste nuvole aiutano a mantenere la Terra fresca.
Le celle a nido d'ape vuote o "aperte", invece, lasciano entrare più luce solare.
Queste complessità rimangono una fonte di errore nella modellizzazione del clima terrestre perché non vengono adeguatamente incluse. È importante ottenere il giusto equilibrio tra celle aperte e chiuse, altrimenti i risultati potrebbero essere lontani.
Il fatto che le celle del favo siano aperte o chiuse dipende anche dalla quantità di pioggia che possono produrre.
Le cellule sono abbastanza grandi da essere viste dallo spazio, con un diametro di circa 40-60 km. Quindi possiamo studiarli utilizzando le immagini satellitari.
La nostra ricerca è particolarmente opportuna dato il lancio di questo mese di un esperimento su nubi e precipitazioni a Kennaook/Cape Grim in Tasmania. Mira a ottenere dati a risoluzione più elevata su nuvole, pioggia e luce solare.
Abbiamo confrontato i modelli delle nuvole a nido d'ape con le misurazioni degli aerosol dell'osservatorio Kennaook/Cape Grim e anche con le osservazioni delle precipitazioni del Bureau of Meteorology da un vicino pluviometro.
I nostri risultati hanno mostrato che i giorni con l’aria più pulita erano associati alla presenza di nuvole a nido d’ape aperte. Pensiamo che ciò sia dovuto al fatto che queste nuvole generano rovesci di pioggia sporadici ma intensi, che sembrano "lavare" via le particelle di aerosol dall'aria.
È un po' controintuitivo, ma si scopre che le celle aperte contengono più umidità e producono più pioggia rispetto alle soffici celle bianche chiuse piene di nuvole. Abbiamo scoperto che le nuvole a nido d'ape aperte producono sei volte più pioggia di quelle chiuse.
Quindi, quello che sembra un tempo meno nuvoloso dal satellite, in realtà innesca gli acquazzoni più efficaci per lavare via gli aerosol. Mentre il disegno a nido d'ape pieno o chiuso, che appare più torbido, è meno efficace. Questo è stato uno degli aspetti più sorprendenti delle nostre scoperte.
Abbiamo scoperto che i favi vuoti sono molto più comuni durante i mesi invernali, quando l'aria è più pulita.
Volevamo anche sapere cosa rende i campi nuvolosi così come sono. La nostra analisi suggerisce che i sistemi meteorologici su larga scala controllano lo schema del campo nuvoloso. Quando le tempeste ribelli attraversano l'Oceano Antartico, producono queste celle aperte e chiuse.
La nostra ricerca ha aggiunto un nuovo pezzo al puzzle del perché l’Oceano Antartico ha l’aria più pulita del mondo. La chiave è la pioggia, soprattutto quella proveniente da queste nuvole chiare e aperte a forma di cellula a nido d'ape. Siamo stati i primi a scoprire che sono veramente responsabili della pulizia di tutta l'aria che scorre sull'Oceano Australe.
Questi modelli a nido d'ape si trovano anche nelle regioni del Nord Atlantico e del Nord Pacifico durante l'inverno. Quindi il nostro lavoro aiuterà anche a spiegare come queste nuvole rimuovono gli aerosol, inclusa la polvere e l’inquinamento, in questi luoghi. E i nostri risultati contribuiranno a migliorare i modelli climatici, consentendo previsioni più accurate.
La pioggia spazza via gli aerosol dal cielo più o meno allo stesso modo in cui una lavatrice agisce per pulire i vestiti.
Dopo il passaggio del fronte freddo, l'aria è pulita. Se stai svernando sulla costa meridionale dell'Australia, puoi respirare i benefici dell'aria fresca che arriva dall'Oceano Australe.
Vorremmo riconoscere i preziosi contributi di CSIRO, ANSTO e Bureau of Meteorology a questa ricerca.
Ulteriori informazioni: T. Alinejadtabrizi et al, Deposizione umida nella convezione superficiale sull'Oceano Antartico, npj Climate and Atmospheric Science (2024). DOI:10.1038/s41612-024-00625-1
Informazioni sul giornale: npj Scienze del clima e dell'atmosfera
Fornito da The Conversation
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale. 
