Stima degli effetti radiativi degli aerosol Sahariani nella modellistica meteorologica del Mediterraneo

L'efficacia di una particella di aerosol come nucleo di condensazione (CCN) dipende dalla sua grandezza e da come si comporta in presenza di acqua. Le particelle possono essere idrofobiche, tali cioè da non attivarsi nelle nuvole in nessuna circostanza, oppure insolubili in acqua, ma dotate di siti idrofili che permettono loro di umidificarsi e attivarsi a più alta supersaturazione, o possono avere certe componenti idrosolubili che si attiveranno a più bassa supersaturazione dato loro il tempo di raggiungere il raggio critico. Solo le particelle che hanno parti solubili sono significative per gli effetti radiativi indiretti (Kulmala et al., 1996; Eichel et al., 1996).

Tuttavia esistono molti composti idrosolubili con gradi di solubilità profondamente diversi. Solfati, cloruro di sodio e altri sali e acidi inorganici sono comuni come CCN (Hudson e Da, 1996). Le capacità di queste specie di servire come nuclei di condensazione sono relativamente ben note, mentre la comprensione sulle specie organiche è ancora scarsa (si veda Chuang et al., 1997; Kulmala et al., 1993; Li et al., 1996; Novakov e Penner, 1993; Novakov e Corrigan, 1996; Rivera-Carpio et al., 1996; Shulman et al., 1996; Van-Dinh et al., 1994; Zappoli et al., 1999; Zhang et al., 1999; Yu, 2000).

L'impatto dei CCN sulla concentrazione delle gocce pùo essere non lineare. Una conseguenza di questo è che il numero di CCN naturali può fortemente influire sul modo in cui gli aerosol antropogenici modificano gli effetti indiretti. Per esempio, Ghan et al. (1998) hanno mostrato che la presenza di concentrazioni relativamente alte di particelle di sale marino può portare a un incremento nel numero di gocce a basse concentrazioni di solfati e ad alte velocità delle correnti ascensionali. Al contrario, il numero di gocce viene diminuito da un'alta concentrazione di sale se le concentrazioni di solfati sono più basse e le velocità delle correnti ascensionali più deboli (O'Dowd et al., 1999). Si veda IPCC 2001 per un riassunto dei metodi per lo studio dell'interazione CCN–aerosol.

L'effetto indiretto degli aerosol sulle nuvole determina, oltre alla variazione nella concentrazione media di gocce, anche lo sviluppo della precipitazione e della nube, influenzandone il tempo di vita e la conseguente estensione geografica (secondo effetto indiretto). Tuttavia tali effetti sono difficili da caratterizzare (Hignett, 1991).

Ad esempio, Pincus e Baker (1994) sottolineano come le variazioni nell'assorbimento di onde corte, indotte dalla variazione della concentrazione del numero di gocce, agiscano primariamente modificando lo spessore ottico delle nuvole, il quale è anche fortemente modulato da processi non radiativi. A seconda del tipo di nuvola, si possono instaurare fenomeni di retroazione coinvolgenti lo spessore ottico, che possono cambiare in modo significativo l'albedo (Boers e Mitchell, 1994).

L'attivazione di un più largo numero di particelle di aerosol porta dunque a una limitazione della grandezza delle gocce, le quali impiegano più tempo per aggregarsi alla dimensione giusta per arrivare a piovere. Il tempo di vita delle nuvole è dunque aumentato. Per quanto riguarda la sabbia del deserto Rosenfeld et al. (2000) hanno dimostrato come l'effetto totale sia di ridurre o inibire la precipitazione.

Le nuvole che si formano entro le zone desertiche contengono infatti gocce piccole e producono meno precipitazione. L'impatto dovuto alla sabbia risulta inferiore a quello dovuto alle attività umane o all'effetto della combustione vegetale, tuttavia la grande abbondanza di sabbia nell'atmosfera di tali regioni rende tale meccanismo importante. La riduzione della pioggia su zone desertiche inaridisce il suolo e provoca così un aumento della quantità di sabbia, creando un possibile meccanismo di retroazione che decrementa ancora la precipitazione.