Influenza delle nuvole sul clima
Le particelle di aerosol atmosferico creano i nuclei di condensazione su cui si formano goccioline e cristalli di ghiaccio. Tali particelle provengono direttamente dalla superficie terrestre (per esempio la sabbia dei deserti) oppure si formano nell’atmosfera dalla condensazione dei gas residui con volatilità molto bassa. Per comprendere quali vapori stanno producendo particelle atmosferiche, i giovani ricercatori hanno utilizzato la camera controllata CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets), presso l’Organizzazione europea per ricerca nucleare (CERN) a Ginevra. La camera in acciaio inox con diametro di 3 m è in grado di simulare realisticamente la gamma completa delle condizioni atmosferiche, tra cui la ionizzazione tramite raggi cosmici galattici per mezzo di un fascio di pioni lanciato dal Proton Synchrotron del CERN. Nell’ambito della CLOUD Initial Training Network (CLOUD TRAIN) sono state effettuate centinaia di esperimenti per mezzo della camera controllata CLOUD. I ricercatori provenienti da 10 diversi istituti di ricerca europei hanno raggiunto importanti scoperte. In primo luogo, hanno osservato che concentrazioni minime di vapori di ammina si combinano con acido solforico per formare aerosol, con ritmo simile a quello osservato nell’atmosfera. In secondo luogo, è stato scoperto che i vapori organici altamente ossidati che provengono dai terpeni biogenici contribuiscono in maniera importante alla formazione di particelle e alla relativa crescita iniziale nell’atmosfera. Le ammine sono correlate all’ammoniaca e sono responsabili degli odori provenienti dalla decomposizione di materia organica che contiene proteine. Gli esperimenti dell’iniziativa CLOUD-TRAIN hanno dimostrato che le scarse concentrazioni di ammine in genere presenti nell’atmosfera (solo poche parti per trilione) sono sufficienti a formare particelle in combinazione con l’acido solforico. I terpeni sono vapori organici emessi dalle piante, soprattutto dalle conifere. Gli esperimenti del progetto CLOUD-TRAIN hanno dimostrato che i rapidi processi di ossidazione producono sostanze organiche con volatilità estremamente bassa in grado di formare rapidamente nuove particelle; sorprendentemente anche in assenza di acido solforico. I ricercatori hanno scoperto che le radiazioni ionizzanti emesse dai raggi cosmici galattici hanno solo un debole effetto sul tasso di formazione delle particelle di aerosol da acido solforico e ammine ma, d’altra parte, aumentano il tasso di formazione delle particelle in relazione ai terpeni, con un fattore elevato: 10-100. Il lavoro svolto dai ricercatori presso l’impianto contribuirà a migliorare i modelli climatici globali, riducendo le incertezze relative alle nuvole di aerosol. I risultati contribuiranno all’identificazione delle fonti di particelle inquinanti (smog) nelle grandi città. Il team CLOUD-TRAIN ha pubblicato diversi articoli circa le scoperte raggiunte, su prestigiose riviste specializzate come Nature and Science.
Parole chiave
Nuvole, riscaldamento globale, aerosol, CLOUD-TRAIN, nucleazione di aerosol, radiazioni ionizzanti
