Durante la spedizione internazionale MOSAiC, che si svolgerà tra il 2019 e il 2020 nell’Artico, gli scienziati dell’EPFL hanno osservato un’inquietante perturbazione climatica causata dall’intrusione di una massa di aria calda nell’arco di due giorni. Un primo studio del fenomeno fornisce ulteriori informazioni.
Tra il 14 e il 17 aprile 2020, i sensori meteorologici a bordo del Polarstern hanno registrato una significativa variazione della temperatura superficiale da -30,8 a quasi zero gradi. Questo fenomeno non è mai stato osservato nell’Oceano Artico centrale da quando sono state effettuate le prime misurazioni 40 anni fa. La rompighiaccio trasporta ora decine di scienziati coinvolti nella spedizione MOSAiC. L’obiettivo di questa spedizione è comprendere meglio le cause dell’accelerazione del cambiamento climatico nell’Artico e le sue conseguenze. Per quasi un anno, centinaia di strumenti hanno raccolto milioni di dati biologici, chimici e fisici in tempo reale, dalle profondità dell’oceano al cuore delle nuvole.
Tra gli scienziati a bordo c’era Julia Schmale, professore assistente di ruolo all’EPFL e direttore del Laboratorio di ricerca sugli eventi estremi (EERL) situato ad Alpole, EPFL Valais-Wallis (vedi EPFL News, 5 maggio 2020). In collaborazione con la borsista Lubna Dada e altri scienziati della spedizione MOSAiC, il ricercatore ha appena pubblicato un primo studio sulla rivista Nature Communications, che fornisce una comprensione dell’origine del fenomeno verificatosi nel 2020.
Secondo i dati raccolti, una massa d’aria calda altamente inquinata proveniente dall’Eurasia settentrionale è entrata nell’atmosfera. Il loro studio è il primo a rivelare le proprietà chimiche e microfisiche del particolato che entra nell’Artico centrale da una massa d’aria calda.Il loro studio è il primo a rivelare le proprietà chimiche e microfisiche del particolato che entra nell’Artico centrale da una massa d’aria calda e a collegare questi risultati all’impatto del cambiamento climatico sulla formazione delle nubi.
Dati sorprendenti
"Sapevamo dalle previsioni meteo che sarebbe arrivata una massa d’aria calda, ma questo fenomeno è relativamente comune nella regione e potrebbe essere di origine naturale. Quando abbiamo esaminato attentamente i dati registrati, abbiamo notato qualcosa che non avevamo mai visto prima", afferma Julia Schmale. Effettuando frequenti letture dagli strumenti di misurazione dell’aria, il ricercatore ha notato non solo che la temperatura stava aumentando, ma anche, inaspettatamente, che il numero, la concentrazione di massa e il potenziale di formazione delle nuvole stavano aumentando a causa delle particelle trasportate che avevano raggiunto livelli record. I suoi colleghi a bordo del Polarstern hanno raccolto dati altrettanto sorprendenti su neve e ghiaccio.
Tornato all’EPFL, il ricercatore ha analizzato i dati raccolti con l’aiuto di Lubna Dada, chimico e fisico. Ha notato che la concentrazione di inquinamento atmosferico osservata era tale da superare la media annuale della città di Zurigo. Inoltre, a differenza delle particelle presenti nella città svizzera, l’inquinamento atmosferico nell’Artico è molto più acido, a causa dell’acido solforico, e contiene meno nitrati. "È inquietante vedere questi dati in un’area in cui non ci sono industrie o altre fonti di inquinamento comparabili", afferma Lubna Dada.
L’analisi dei dati radar ha mostrato che le particelle hanno contribuito alla formazione di nubi otticamente spesse, che agiscono come una copertura nuvolosa opaca, amplificando l’aumento di temperatura vicino al suolo. Un fenomeno che potrebbe avere importanti conseguenze sullo scioglimento dei ghiacci marini nel corso della stagione.
Dall’Artico alle medie latitudini
Un punto chiave dello studio è che questo tipo di intrusione inquinante può avere un forte effetto sul bilancio radiativo dell’atmosfera, mentre le intrusioni naturali si comportano diversamente. A causa dei cambiamenti climatici, questi eventi stanno diventando più frequenti e si verificano per un periodo più lungo. Tuttavia, gli scienziati sanno ancora poco sulla concentrazione dell’inquinamento atmosferico, poiché i modelli meteorologici non ne tengono conto.
L’Artico centrale è particolarmente colpito da questo tipo di eventi e si sta riscaldando tre volte più velocemente rispetto al resto del pianeta. Questa situazione sta causando lo scioglimento dei ghiacci polari a un ritmo senza precedenti, con conseguenze imprevedibili per gli ecosistemi e le dinamiche atmosferiche, che in ultima analisi si ripercuotono anche sulle medie latitudini.
RiferimentiLubna Dada, Hélène Angot, Ivo Beck, Andrea Baccarini, Lauriane L. J. Quéléver, Matthew Boyer, Tiia Laurila, Zoé Brasseur, Gina Jozef, Gijs de Boer, Matthew D. Shupe, Silvia Henning, Silvia Bucci, Marina Dütsch, Andreas Stohl, Tuukka Petäjä, Kaspar R. Daellenbach, Tuija Jokinen, Julia Schmale, "Central Arctic Extreme Aerosol Event Triggered by a Warm Air-Mass Intrusion", Nature Communications, 8 settembre 2022.
