Particelle solide e liquide piccole, chiamate aerosol sono trasportate intorno all'atmosfera, ma queste sono in gran parte invisibili ai nostri occhi. Per studiare gli strati e la composizione delle nuvole e delle minuscole particelle sospese nell'aria come polvere, fumo e altri aerosol atmosferici, gli scienziati del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt nel Maryland, hanno sviluppato uno strumento di osservazione della Terra denominato Cloud-Aerosol Transport System, o CATS.
Lo strumento CATS è il secondo strumento della NASA per osservazione della Terra ad essere montato sulla parte esterna della stazione. CATS fornisce dati relativi all'aerosol a diversi livelli dell'atmosfera. I dati sono attesi per migliorare la capacità degli scienziati di monitorare i diversi tipi di nuvole e aerosol in tutta l'atmosfera. Queste serie di dati saranno utilizzati per migliorare le capacità strategiche e di rischio-premonitori di eventi in tempo quasi reale, come ad esempio il monitoraggio di pennacchi da tempeste di sabbia, eruzioni vulcaniche e incendi. Le informazioni possono anche alimentare i modelli climatici per aiutare a capire gli effetti delle nubi e degli aerosol sul bilancio energetico della Terra.
Gli aerosol stratosferici svolgono un ruolo importante nel controllo del bilancio radiativo della Terra, in particolare dopo le eruzioni vulcaniche. Anche se non ci sono stati grandi eruzioni vulcaniche da quella nel 1991 del Monte Pinatubo nelle Filippine, il ruolo delle eruzioni minori durante l'ultimo decennio è stato di interesse, come parte della spiegazione del tasso di riscaldamento globale durante quel periodo. I nuovi satelliti ci hanno dato nuove importanti intuizioni su come misurare e caratterizzare l'aerosol stratosferico, come è riportato nella recente report "aerosol stratosferico - Osservazioni, processi, e l'impatto sul clima" di Kremser et al per Reviews of Geophysics. Il team di 34 autori che ha scritto questo documento include praticamente tutti gli esperti su questo tema da tutto il mondo, e il report descrive chiaramente lo stato della tecnologia attuale e le lacune esistenti che possono essere colmate. L'AGU ha chiesto agli autori dell'articolo di evidenziare gli importanti risultati che sono emersi dalle loro ricerche e alcune delle domande importanti che rimangono.
Lo strato di aerosol stratosferico è un componente chiave del sistema climatico, poiché determina direttamente come la radiazione solare in arrivo viene assorbita e dispersa nell'atmosfera terrestre. L'aerosol stratosferico svolge un ruolo cruciale nella chimica dell'ozono attraverso reazioni chimiche che avvengono sulla superficie di aerosol (chiamate reazioni eterogenee). Dal 1960 al 2000, la maggior parte delle osservazioni aerosol stratosferiche si sono realizzate nel corso di un periodo dominato da poche grandi eruzioni vulcaniche. Nei primi anni del 2000, l'aerosol ha raggiunto i livelli più bassi osservati da strumenti moderni, seguiti da un generale aumento dovuto principalmente ad una serie di piccoli eventi vulcanici. Questo periodo relativamente pulito è di notevole interesse, dal momento che è stato in precedenza difficile dedurre il ruolo che le fonti non-vulcaniche, di derivazione naturale e umane, giocano per mantenere i livelli di aerosol stratosferici. Gli ultimi 15 anni forniscono una finestra importante in cui dedurre l'impatto sulle concentrazioni di aerosol stratosferiche di emissioni dal mare, dalla biosfera, e dalle attività umane. Le sottili modifiche ai livelli di aerosol stratosferici nel corso degli ultimi 15 anni, potrebbero aver giocato un ruolo sottile nel modificare il clima, ma la scala di questi piccoli ma non trascurabili effetti rimane difficile da valutare.
Nel caso di un'altra grande eruzione vulcanica potenzialmente catastrofica, le agenzie nazionali e internazionali, avranno bisogno di una rapida valutazione dell'impatto immediato sulle temperature superficiali e sul clima a lungo termine. I progressi nella modellazione del clima significano una migliore valutazione degli impatti sulla temperatura, le precipitazioni, le temperature oceaniche, e in ultima analisi per l'agricoltura e la vita umana. L'eruzione del Tambora del 1815 che portò a un "anno senza estate" nel 1816 e cattivi raccolti in tutto il mondo e conseguente carestia, ha dimostrato chiaramente che il vulcanismo può avere un impatto nella vita umana su scala globale. Senza comprendere appieno l'impatto delle variazioni nei livelli di aerosol stratosferici sul clima di superficie e la chimica della stratosfera, l'impatto e gli effetti collaterali dei livelli di aerosol stratosferici artificialmente migliorate non possono essere pienamente valutate.
Il mantenimento di un record di osservazione continua di aerosol stratosferico è essenziale per rilevare i cambiamenti modesti dei livelli di aerosol dovuti alle variazioni delle emissioni naturali e antropiche onde mantenere un banco di prova per la verifica di modelli climatici futuri. Il mantenimento di continuità ha dimostrato di essere una sfida a causa di cambiamenti nella strumentazione di misura e approcci negli ultimi dieci anni.
Credits:
Image: NASA / ESA / Samantha Cristoforetti
Alan Robock, Editor, Earth & Space Science News
