An Integrated View on Coupled Aerosol-Cloud Interactions

Descrizione del progetto

Ottenere una migliore comprensione delle interazioni tra nuvole e aerosol

Le conoscenze scientifiche sulle interazioni delle nuvole con le particelle atmosferiche di aerosol e con i loro vapori precursori sono limitate. Ciò limita la nostra comprensione del modo in cui le nuvole e le precipitazioni incidono sul clima e regolano la qualità dell’aria. Queste incertezze derivano principalmente da incoerenze nel trattamento delle transizioni di fase molecolari che portano alla formazione dinamica delle nuvole, dall’interazione tra composizione chimica atmosferica e dinamica atmosferica e dal ruolo delle nuvole come fonti di particolato e di pozzi di assorbimento. Il progetto INTEGRATE, finanziato dall’UE, intende affrontare queste incoerenze al fine di comprendere appieno le transizioni di fase che portano alla formazione delle nuvole ai relativi livelli. A tal fine, condurrà ricerche a livello di processo e di nuvole e su scala regionale e globale. Questo lavoro porterà a una migliore qualità dell’aria e a migliori proiezioni e politiche climatiche.

Obiettivo

Despite their abundance in the Earth’s atmosphere, cloud formation and evolution are still poorly understood. This is particularly true for the interactions clouds have with atmospheric aerosol particles and their precursor vapors, which hampers our knowledge on the role that clouds and precipitation play in the climate system and in governing air quality. I argue that a major fraction of these uncertainties stem from inconsistencies and discontinuities in treating 1) the molecular phase transitions driving the dynamic cloud formation processes; 2) the interplay between atmospheric chemical composition and atmospheric dynamics; 3) the complex role that clouds play as both sources and sinks of particulate matter, but also as subjects to changes driven by aerosol particles. INTEGRATE will address these inconsistencies, and acquire a comprehensive picture of the phase transitions leading to cloud formation over the relevant scales. INTEGRATE will fill the key knowledge gaps through work in 1) the process scale, developing, applying and evaluating descriptions of molecular phase transitions within clouds; 2) the cloud scale, integrating the relevant chemical, microphysical and dynamic phenomena in a 3-dimensional cloud simulation framework; 3) the regional and global scales, studying interactions between aerosol loadings and clouds in past, present and future climates using chemical transport and earth system modeling. Systematic approaches for bridging the gap between the various time and spatial scales will also be developed within INTEGRATE. If successful, INTEGRATE will open new avenues for 1) fundamental understanding of the physics and chemistry of atmospheric phase transitions; 2) improved climate projections and ultimately better policies for reaching the targets of the Paris agreement; 3) better predictions of factors controlling air quality, hence facilitating the design of better policies to improve the quality of the air we breathe.