Un nuovo studio dell’Università Ebraica di Gerusalemme mette in discussione un’ipotesi a lungo consolidata nella scienza del clima, dimostrando che gli aerosol – minuscole particelle sospese nell’atmosfera – possono riscaldare o raffreddare il clima, a seconda della scala temporale considerata. Guidata dal Prof. Guy Dagan del Fredy and Nadine Herrmann Institute of Earth Sciences, la ricerca rivela che le interazioni tra aerosol e nuvole possono produrre effetti climatici opposti a breve e lungo termine. I risultati, pubblicati su Nature Communications, offrono una nuova spiegazione del perché gli aerosol rimangano una delle maggiori fonti di incertezza nelle proiezioni climatiche.
Gli aerosol provengono da una varietà di fonti naturali e antropiche, tra cui l’inquinamento atmosferico, gli incendi boschivi, gli spruzzi marini e la polvere. Gli scienziati sanno da tempo che queste particelle influenzano la formazione delle nuvole e la quantità di calore che la Terra trattiene, ma stimare con precisione il loro impatto complessivo sul clima si è rivelato difficile.
Lo studio
Utilizzando simulazioni computerizzate avanzate, il Prof. Dagan ha esaminato come le nuvole reagiscono a un improvviso aumento delle concentrazioni di aerosol e come tali risposte si evolvono nel tempo. I risultati hanno rivelato uno pattern sorprendente. Durante i primi due giorni successivi all’aumento dei livelli di aerosol, l’atmosfera subisce un effetto di riscaldamento netto. I cambiamenti nei processi di formazione delle nubi portano alla formazione di un maggior numero di nubi ad alta quota, che intrappolano ulteriore calore che altrimenti si disperderebbe nello spazio.
Nel tempo, tuttavia, l’atmosfera si adatta. Man mano che gli strati superiori dell’atmosfera si riscaldano, lo sviluppo delle nubi cambia, consentendo a una maggiore quantità di calore di disperdersi. L’iniziale effetto di riscaldamento lascia gradualmente il posto a un effetto di raffreddamento complessivo.
Lo studio ha scoperto che l’equilibrio tra questi effetti contrastanti dipende da due fattori chiave: la velocità con cui cambiano le concentrazioni di aerosol e la velocità di risposta dell’atmosfera. Quando i livelli di aerosol fluttuano rapidamente, gli effetti di riscaldamento a breve termine possono prevalere. Quando i cambiamenti avvengono più gradualmente, la risposta di raffreddamento a lungo termine diventa più importante.
La “memoria atmosferica”
I ricercatori hanno anche individuato prove di quello che gli scienziati chiamano “memoria atmosferica“. In alcuni casi, l’effetto climatico degli aerosol dipende non solo dai livelli attuali di aerosol, ma anche dal fatto che tali livelli siano aumentati o diminuiti di recente. Di conseguenza, la stessa quantità di aerosol può produrre effetti climatici diversi in circostanze diverse.
Le implicazioni dello studio
Secondo il Prof. Dagan, i risultati hanno importanti implicazioni sia per le osservazioni climatiche che per la modellizzazione climatica. “Gran parte di ciò che sappiamo sulle interazioni tra aerosol e nuvole deriva dall’osservazione dell’atmosfera in un singolo istante“, ha affermato il Prof. Dagan. “I nostri risultati dimostrano che l’atmosfera ha una memoria. L’impatto climatico degli aerosol dipende non solo dalla quantità di particelle presenti, ma anche dalla velocità con cui cambiano le condizioni e dal tempo che l’atmosfera ha avuto per reagire. Tenere conto di queste scale temporali potrebbe contribuire a ridurre una delle maggiori fonti di incertezza nelle proiezioni climatiche”.
I risultati suggeriscono che gli scienziati dovrebbero prestare maggiore attenzione a come le condizioni atmosferiche si evolvono nel corso dei giorni, piuttosto che basarsi esclusivamente su osservazioni isolate. L’integrazione di questi processi dipendenti dal tempo nei modelli climatici potrebbe migliorare le stime degli effetti climatici indotti dagli aerosol e portare a proiezioni più accurate dei futuri cambiamenti climatici.