Gli scienziati della Washington University hanno scoperto un nuovo processo di formazione di particelle nell’atmosfera, in cui l’aria stratosferica e quella troposferica si mescolano, evidenziando un cambiamento significativo rispetto alle teorie precedenti e promettenti progressi nella modellazione climatica.
Nuovo meccanismo di formazione delle particelle atmosferiche
L’atmosfera terrestre è un ambiente dinamico in cui miliardi di molecole e minuscole particelle interagiscono tra loro, influenzando processi cruciali come la formazione delle nuvole e la regolazione del clima. Sebbene queste siano invisibili all’occhio umano, il loro impatto sul sistema climatico è enorme.
Ora, i ricercatori della Washington University di St. Louis hanno scoperto qualcosa di nuovo: un meccanismo che produce una grande quantità di particelle nell’atmosfera terrestre.
La ricerca, pubblicata sulla rivista Science, è stata guidata da Jian Wang, professore e direttore del Center for Aerosol Science and Engineering presso la WashU. Il team di ricerca include Lu Xu, professore associato presso il Dipartimento di Energia, Ingegneria Ambientale e Chimica della WashU presso la McKelvey School of Engineering e scienziati della NASA, NOAA, NCA e università europee.
Comprensione precedente della formazione delle particelle
Il pensiero convenzionale era che la maggior parte della formazione di particelle avvenisse nelle regioni di deflusso delle nubi, dove esse fluttuano nella troposfera superiore e alla fine evaporano. In quel processo, le nubi vengono strizzate e la maggior parte di esse viene rimossa dalla pioggia. Di conseguenza, l’aria nelle regioni di deflusso è limpida e pulita, lasciando alcune molecole gassose senza altra via d’uscita se non quella di formare nuove particelle.
Wang ha dichiarato: “Utilizzando i dati raccolti dalle misurazioni degli aerei su scala globale della NASA, abbiamo scoperto che la maggior parte delle nuove particelle non si forma nelle regioni di deflusso come si pensava in precedenza”.
Mentre riflettevano su questa sorprendente osservazione, Wang e i suoi colleghi hanno scoperto un meccanismo completamente diverso che si verifica quando la miscelazione dell’aria stratosferica e troposferica crea condizioni favorevoli alla formazione di particelle.
Il ruolo della miscelazione stratosfera-troposfera nella formazione di particelle
Jiaoshi Zhang, primo autore dello studio e ricercatore scientifico nel laboratorio di Wang, ha spiegato: “L’aria della stratosfera spesso si abbassa nella troposfera a causa del flusso a getto sinuoso. Quando l’aria stratosferica ricca di ozono e l’aria troposferica più umida si mescolano, si verifica un’elevata concentrazione di radicali idrossilici (OH), un importante ossidante che aiuta a produrre il tipo di molecole che si nucleano e formano nuove particelle”.
Ed ha aggiunto: “Abbiamo scoperto che questo fenomeno è diffuso in tutto il mondo e probabilmente si verifica più frequentemente della formazione delle stesse nei deflussi delle nubi”.
Saranno necessarie future osservazioni sul campo e studi di modellazione per confermare e quantificare ulteriormente l’importanza di questo meccanismo di formazione appena scoperto. Ovviamente, gli esseri umani contribuiscono sotto forma di inquinamento atmosferico, ma Wang ha affermato che ciò che è stato scoperto in questa ricerca è un processo naturale che si verifica in tutto il mondo, anche in regioni remote e incontaminate.
Ci sono anche alcune prove che l’aria stratosferica si immergerà nella troposfera più frequentemente nel clima futuro, quindi questo meccanismo potrebbe diventare ancora più importante. Includere questo processo precedentemente sconosciuto può migliorare i modelli climatici e può aiutare a simulare meglio il cambiamento climatico e a prevedere il clima futuro.
Wang ha concluso: “Sebbene inizialmente siamo rimasti perplessi dall’osservazione, una volta messo tutto insieme, in seguito non è stato così sorprendente. È ben noto che le molecole che formano nuove particelle vengono generate tramite ossidazione nell’atmosfera. Quando l’aria della stratosfera e della troposfera si mescolano, la concentrazione di OH è molto alta ed è pronta per la formazione”.
