Le particelle di polvere provenienti dai deserti favoriscono la formazione di ghiaccio nelle nuvole. Questa nuova scoperta evidenzia l’importanza degli aerosol nella comprensione del comportamento delle nuvole, nella previsione delle precipitazioni e nella valutazione del ruolo delle nuvole nel cambiamento climatico.
Un nuovo studio dimostra che le particelle di polvere naturale provenienti da deserti lontani possono provocare la formazione di cristalli di ghiaccio nelle nuvole dell’emisfero settentrionale della Terra. Questo sottile meccanismo influenza la quantità di luce solare riflessa dalle nuvole e la formazione di pioggia e neve al loro interno, con implicazioni significative per le previsioni climatiche.
Sulla base di 35 anni di osservazioni satellitari, un team internazionale di ricercatori guidato dal Politecnico di Zurigo ha scoperto che la polvere minerale - minuscole particelle sollevate dal vento e trasportate nell’alta atmosfera - può provocare il congelamento delle goccioline delle nuvole. Questo processo è particolarmente importante nelle regioni settentrionali, dove le nuvole si formano spesso a temperature appena inferiori allo zero.
"Dove c’è più polvere, è molto più probabile che le nuvole si congelino nella parte superiore", spiega Diego Villanueva, ricercatore post-dottorato in fisica atmosferica al Politecnico di Zurigo e autore principale dello studio. "Questo ha un impatto diretto sulla quantità di luce solare riflessa nello spazio e sulla quantità di precipitazioni prodotte"
La polvere trasforma le nuvole in ghiaccio
I ricercatori si sono concentrati sulle nubi che contengono sia acqua superraffreddata che ghiaccio e che si formano tra -39°C e 0°C. Queste nubi sono comuni alle medie e alte latitudini, soprattutto nell’Atlantico settentrionale, in Siberia e in Canada. I ricercatori sanno che queste nubi sono estremamente sensibili ai cambiamenti ambientali, soprattutto alla presenza di nuclei di cristallizzazione, che si formano principalmente dagli aerosol di polvere del deserto.
Confrontando la frequenza delle nubi di ghiaccio con il contenuto di polvere, i ricercatori hanno osservato un modello straordinariamente coerente: più polvere c’è e più le nubi sono fredde, più frequentemente diventano nubi di ghiaccio. Inoltre, questo schema corrispondeva quasi perfettamente alle previsioni degli esperimenti di laboratorio su come la polvere provoca il congelamento delle goccioline.
"Questo è uno dei primi studi a dimostrare che le misurazioni satellitari della composizione delle nuvole concordano con quanto sappiamo in laboratorio", afferma il coautore Ulrike Lohmann, professore di fisica atmosferica al Politecnico di Zurigo.
Un nuovo parametro di riferimento per i modelli climatici
Il modo in cui le nuvole si ghiacciano ha un effetto diretto sulla quantità di luce solare che riflettono nello spazio e sulla quantità di acqua che rilasciano sotto forma di precipitazioni. Questi fattori sono molto importanti per i modelli climatici. Tuttavia, a molti di questi modelli mancava un solido punto di riferimento per il funzionamento del congelamento delle nuvole su scala globale.
I nuovi risultati stabiliscono un legame misurabile tra la polvere nell’aria e la frequenza del ghiaccio in cima alle nuvole, fornendo un importante riferimento per migliorare le proiezioni climatiche. "Questo aiuta a trovare uno dei pezzi più incerti del puzzle climatico", dice Villanueva.
Un quadro complesso con un segnale chiaro
Per decenni, i ricercatori sul clima hanno studiato il congelamento delle goccioline su microscala. Questo studio mostra per la prima volta che la formazione di ghiaccio nelle nuvole segue lo stesso schema del congelamento delle goccioline, ma su una scala molto più ampia.
I nuovi risultati mostrano l’enorme effetto che le minuscole particelle di polvere possono avere sull’atmosfera: I difetti di dimensioni nanometriche sulla superficie delle particelle formano i nuclei dei cristalli di ghiaccio che possono essere osservati dallo spazio. Ciò amplia il campo della ricerca atmosferica in questo settore dalla scala nanometrica alle osservazioni su larga scala dallo spazio.
Tuttavia, il legame tra polvere e ghiaccio non è ugualmente forte in tutto il mondo. Nelle regioni desertiche come il Sahara, si formano poche nuvole e il forte movimento di aria più calda può sopprimere la formazione di ghiaccio. Nell’emisfero meridionale, sono spesso gli aerosol marini ad assumere il ruolo della polvere.
Secondo il team di ricerca, sono necessari ulteriori studi per chiarire l’influenza di altri fattori, come la forza delle correnti ascensionali o l’umidità, sul congelamento delle nuvole. Ma una cosa è certa: i minuscoli granelli di polvere provenienti da deserti lontani contribuiscono a formare le nuvole sopra le nostre teste e con esse il futuro del nostro clima.
Riferimenti bibliografici
Villanueva D, Stengel M., Hoose C, Bruno O, Jeggle K, Ansmann A, Lohmann U: Dust-driven droplet freezing explains cloud top phase in the northern extratropics. Science, 31 luglio 2025, adt5354
