Polveri e meteo nel Mediterraneo
Moderni progressi nella modellizzazione delle polveri atmosferiche hanno permesso la ricerca relativa agli effetti delle polveri su radiazioni e processi atmosferici. A questo scopo, le piattaforme satellitari come per esempio MODIS, EP-TOMS e OMI, come anche le reti di monitoraggio a terra, le quali forniscono misurazioni allo stato dell’arte con elevata precisione, possono essere utilizzate in combinazione ai modelli, al fine di migliorare la nostra conoscenza per quanto riguarda la dinamica delle polveri atmosferiche. L’iniziativa MDRAF (Effects of Mediterranean desert dust outbreaks on radiation, atmospheric dynamics and forecasting accuracy of a numerical mesoscale model), finanziata dall’UE, ha lavorato sulla descrizione della struttura tridimensionale relativa alle ondate di sabbia proveniente dal deserto del Mediterraneo, tramite una realizzazione sinergica di recuperi satellitari attivi e passivi, così come sullo studio dei loro impatti in quanto a radiazione solare e dinamiche atmosferiche, mediante modellizzazione delle polveri atmosferiche. Le ondate di sabbia del deserto che hanno colpito il più vasto bacino Mediterraneo, per il periodo 2000-2013, sono state identificate attraverso un algoritmo satellitare obiettivo e dinamico, mentre per la loro descrizione in verticale, sono stati utilizzati profili lidar satellitari. L’affidabilità dell’algoritmo satellitare è stata confermata tramite la valutazione dei suoi risultati rispetto alle rilevazioni della rete AERONET e alle concentrazioni superficiali di PM10. Dalla media delle distribuzioni geografiche a lungo termine, i ricercatori hanno rilevato che la frequenza delle ondate di sabbia del deserto diminuisce da sud a nord. Gli episodi più forti in relazione a tali ondate di sabbia del deserto avvengono più frequentemente nel Mediterraneo occidentale (10 episodi all’anno), mentre gli episodi più estremi sono più frequenti sulla parte centrale (3,3 episodi all’anno). In quanto all’intensità, la quale raggiunge il picco nella parte centrale e orientale della regione di studio, vengono rilevati modelli spaziali dissimili, in termini di frequenza. Tra le sottoregioni mediterranee, i ricercatori hanno rilevato che l’altezza base degli strati di polvere è diminuita da 2 km a 0,5 km, da ovest a est, a causa della topografia locale e della convezione termica. In media, l’altezza superiore degli strati di polvere viene registrata fino a 6 km, mentre le particelle di polvere vengono osservate a concentrazioni molto basse principalmente fino a 8 km. Dai risultati dell’algoritmo satellitare, sono stati selezionati 20 ondate di polveri intense e diffuse, in base a criteri oggettivi. Per questi casi, attraverso simulazioni numeriche di breve durata (84 ore) del modello NMMB/BSC-Dust, vengono studiati gli effetti radiativi diretti della polvere (DRE, direct radiative effects) per una copertura che si estende dal Sahara fino alla maggior parte dell’Europa. In condizioni di episodi relativi alle ondate di polveri, le particelle minerali esercitano una forte perturbazione del bilancio di radiazione del sistema Terra-atmosfera. A causa delle interazioni radiazione-polveri, le particelle minerali riducono la temperatura a 2 metri fino a 4 K, i flussi di calore sensibile di fino a 150 W/m2 e i flussi di calore latente di fino a 100 W/m2, a mezzogiorno. Durante le ore notturne, sono presenti effetti inversi di intensità inferiore. La distribuzione verticale degli strati di polvere gioca ruolo chiave sul modo in cui le particelle verticali alterano i profili verticali di temperatura, che a loro volta influiscono sulle dinamiche atmosferiche. Quando gli effetti radiativi delle polveri vengono considerati nelle simulazioni numeriche, la profondità ottica degli aerosol relativi alle polveri a 550 nm e la quantità totale di polveri emesse sono ridotte fino al 7 e 20 %, rispettivamente, rivelando così riscontri negativi per entrambi i parametri. Infine, grazie alla considerazione delle interazioni polvere-radiazione, è migliorata la capacità predittiva del modello NMMB/BSC-Dust in termini di riproduzione della radiazione totale discendente presso la superficie, come anche in relazione ai campi di temperatura. I dati e i risultati generati dal progetto MDRAF miglioreranno la comprensione dei ricercatori circa il modo in cui le polveri colpiscono i sistemi meteorologici locali e regionali. Ciò aiuterà i ricercatori a migliorare i modelli relativi a meteo e clima.
Parole chiave
Meteo, Mediterraneo, ondate di polveri, radiazione, satelliti, dinamiche atmosferiche, MDRAF
