Come l’acido iodico influenza la formazione delle nubi al Polo Nord
L’Artico si sta riscaldando due o tre volte più velocemente del resto del pianeta. Questo riscaldamento amplificato è dovuto a diversi fattori, ma l’importanza relativa di ognuno di essi rimane ancora poco chiara. “Sappiamo, tuttavia, che le nuvole potrebbero svolgere un ruolo importante“, afferma Julia Schmale, prof. dell’EPFL che dirige l’Extreme Environments Research Laboratory e detiene la cattedra di Ingvar Kamprad. “Riflettendo i raggi del sole nello spazio o intrappolando il calore vicino alla superficie terrestre come una coperta, le nuvole aiutano a raffreddare o riscaldare il pianeta“.
Schmale, insieme agli scienziati del Laboratorio di chimica atmosferica dell’Istituto Paul Scherrer, del Dipartimento di scienze ambientali e del Centro Bolin per la ricerca sul clima dell’Università di Stoccolma, ha trascorso diverse settimane a raccogliere dati vicino al Polo Nord nell’agosto e nel settembre 2018, nell’ambito del spedizione Arctic Ocean 2018 a bordo della nave rompighiaccio svedese Oden. Gli scienziati hanno misurato le proprietà chimiche e fisiche delle molecole atmosferiche e delle particelle di aerosol per comprendere meglio le condizioni che portano alla formazione di nuvole.
COME SI FORMANO GLI AEROSOL NELL’ARTICO – “Uno dei nostri obiettivi era quello di studiare come si possono formare nuove particelle di aerosol nell’atmosfera artica“, afferma Andrea Baccarini, Ph.D. studente presso l’Istituto Paul Scherrer e ora collaboratore scientifico nel Laboratorio di ricerca sugli ambienti estremi. “Nelle giuste condizioni, le molecole di gas si condensano insieme in piccoli ammassi, formando alla fine degli aerosol“. Se questi aerosol crescono anche solo di una piccola quantità, possono funzionare come nuclei di condensazione delle nuvole.
Nell’estate e nell’autunno Artico, la concentrazione di aerosol è estremamente bassa. “Il contributo degli aerosol di nuova formazione può essere estremamente importante e anche un piccolo cambiamento nella concentrazione potrebbe avere un impatto importante sulla formazione delle nuvole o alterarne le proprietà radiative“, afferma Baccarini. Inoltre, non è ancora chiaro quanto siano importanti i processi di aerosol locali per la formazione di nubi rispetto al trasporto regionale o a lungo raggio, ad esempio. “Con questa spedizione, potremmo indagare sulle esatte fonti di particelle di aerosol necessarie per formare le nuvole“, aggiunge Paul Zieger, assistente professore presso l’Università di Stoccolma.
L’ACIDO IODICO ALL’INIZIO DELL’AUTUNNO – Il team di ricerca ha scoperto che l’acido iodico, un composto chimico che non era stato precedentemente osservato nella regione, innesca la formazione di nuovi aerosol tra la fine dell’estate e l’inizio dell’autunno. “C’è meno ghiaccio nell’Artico alla fine dell’estate, molta acqua liquida e una concentrazione di acido iodico molto bassa“, dice Schmale. “Verso la fine di agosto la temperatura scende e l’acqua inizia a ricongelare, segnando l’inizio del cosiddetto periodo di congelamento. Questo è il momento in cui la concentrazione di acido iodico aumenta bruscamente portando a frequenti nuovi eventi di formazione di particelle di aerosol“.
Il team ha sviluppato un semplice modello per spiegare la variabilità dell’acido iodico nell’atmosfera, che dipende in gran parte dalle condizioni meteorologiche locali. I ricercatori sono stati anche in grado di descrivere l’intera catena di eventi che porta dalla formazione di nuove particelle alle nuvole, dalla molecola di gas che inizialmente crea una particella alla formazione dei nuclei di condensazione delle nuvole. “Osservare e descrivere questo processo in condizioni reali è stata un’opportunità estremamente rara“, afferma Schmale.
Le scoperte, recentemente pubblicate su Nature Communications, forniscono una visione più approfondita del ruolo dei processi biogeochimici per la formazione di nuvole sulla banchisa artica e potenzialmente anche per il riscaldamento dell’Artico.
