Polvere dal Corno d’Africa e Segreti Nascosti: Viaggio nell’Atmosfera sopra Birkat al Mouz, Oman

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante, non in un luogo esotico sulla terra, ma *sopra* di esso, nell’atmosfera di un posto speciale: Birkat al Mouz, nel Sultanato dell’Oman. Vi siete mai chiesti cosa c’è sospeso nell’aria che respiriamo, oltre all’ossigeno e all’azoto? Ci sono minuscole particelle, chiamate aerosol, che possono essere polvere del deserto, sale marino, inquinamento industriale, fumo da incendi… un mix incredibile! Queste particelle, anche se invisibili a occhio nudo, giocano un ruolo fondamentale nel nostro clima.

Perché studiare gli aerosol è così importante?

Beh, immaginate questi piccoli “intrusi” atmosferici. Hanno il potere di:

• Riflettere la luce solare nello spazio, raffreddando il pianeta.
• Assorbire la luce solare, riscaldando l’atmosfera.
• Influenzare la formazione delle nuvole e le precipitazioni.
• Impatire sulla qualità dell’aria che respiriamo.

Capite bene che sono attori cruciali nel grande spettacolo del clima globale e regionale. Tuttavia, c’è ancora molta incertezza su come agiscono esattamente, soprattutto perché le loro proprietà (quantità, dimensione, composizione) variano tantissimo da luogo a luogo e nel tempo. Per questo, avere dati precisi da diverse parti del mondo è essenziale. Ed è qui che entra in gioco la rete AERONET (Aerosol Robotic Network), una rete globale di strumenti chiamati fotometri solari che misurano costantemente le proprietà degli aerosol dal suolo. Questi dati “a terra” sono preziosissimi per validare le osservazioni satellitari e migliorare i modelli climatici.

La nostra Lente su Birkat al Mouz

Il Medio Oriente è una regione climaticamente molto sensibile, caratterizzata da deserti vastissimi come quello Arabico, che sono sorgenti naturali di enormi quantità di polvere minerale. L’Oman, in particolare, era un’area relativamente poco studiata dal punto di vista degli aerosol. Così, ho avuto l’opportunità, insieme ad altri ricercatori, di analizzare i primissimi dati raccolti da una stazione AERONET installata presso l’Università di Nizwa, a Birkat al Mouz, tra dicembre 2022 e novembre 2024. Questo sito è particolarmente interessante: si trova in una valle all’interno della catena montuosa Al-Hajar, la seconda più grande della Penisola Arabica, in un clima arido influenzato da complessi pattern meteorologici, inclusi i venti Shamal e persino cicloni dal Mar Arabico.

Cosa Abbiamo Scoperto? Un Anno di Osservazioni

Analizzando i dati giorno per giorno, mese per mese, abbiamo tracciato un quadro dettagliato di come cambiano gli aerosol sopra Birkat al Mouz nel corso dell’anno.

H4>Il Carico di Aerosol: Estate “Carica”, Inverno “Leggero”

La prima cosa che abbiamo misurato è lo Spessore Ottico Aerosolico (AOD), che ci dice “quanto” aerosol c’è nella colonna d’aria sopra di noi. Abbiamo scoperto una chiara stagionalità:

• Estate (Giugno-Agosto): Carico massimo di aerosol (AOD medio 0.49). L’aria è più “sporca”.
• Inverno (Dicembre-Febbraio): Carico minimo (AOD medio 0.17). L’aria è più pulita.
• Primavera e Autunno: Valori intermedi, con l’autunno che mostra un AOD leggermente più alto della primavera, un dato un po’ diverso rispetto alla climatologia tipica della Penisola Arabica.

Questo andamento ci suggerisce già che qualcosa di potente accade in estate.

H4>La Dimensione delle Particelle: Grossolane d’Estate, Fini d’Inverno

Poi abbiamo guardato all’Esponente di Ångström (AE). Questo parametro è fantastico perché ci dà un’idea della dimensione media delle particelle. Valori bassi indicano particelle più grandi (come la polvere), valori alti indicano particelle più piccole (come l’inquinamento). E cosa abbiamo trovato?

• Estate: AE più basso (medio 0.42). Dominano le particelle grossolane. Bingo! Questo combacia con l’AOD alto: tanta polvere!
• Inverno: AE più alto (medio 0.94). Le particelle fini diventano relativamente più importanti, anche se il carico totale è basso.

C’è una bella relazione inversa tra AOD e AE: quando c’è tanto aerosol (estate), è prevalentemente grossolano; quando ce n’è poco (inverno), quello che c’è tende ad essere più fine. Analizzando la distribuzione dimensionale completa (VSD), abbiamo confermato che le particelle “coarse” (raggio > 0.7 µm) dominano in tutte le stagioni, ma la loro concentrazione esplode letteralmente in estate (fino a 8 volte maggiore che in inverno!).

H4>La Composizione: Polvere, Polvere e Ancora Polvere (soprattutto d’Estate)

Un altro pezzo del puzzle è l’Albedo a Singola Diffusione (SSA). Questo ci dice quanta luce viene diffusa rispetto a quanta viene assorbita. La polvere desertica tende a diffondere molto la luce (SSA alto, vicino a 1), mentre aerosol come la fuliggine (black carbon) assorbono di più (SSA più basso).

• Estate: SSA più alto (medio 0.95). Conferma la forte influenza della polvere.
• Inverno: SSA più basso (medio 0.91). La riduzione della polvere fa emergere l’effetto di altri aerosol, forse più assorbenti o semplicemente più fini.

È interessante notare che la dipendenza dell’SSA dalla lunghezza d’onda (come cambia il valore misurando a colori diversi) in estate è quasi piatta, tipico della polvere. In inverno, invece, l’SSA diminuisce nettamente con la lunghezza d’onda, suggerendo la presenza di aerosol diversi, forse in parte di origine antropica trasportati da lontano o una diversa composizione della polvere stessa.

L’Impatto sul Clima Locale: Raffreddamento al Suolo, Riscaldamento in Atmosfera

Ok, abbiamo visto quantità, dimensione e tipo di aerosol. Ma che effetto hanno sul bilancio energetico? Abbiamo calcolato il Forzante Radiativo (RF), cioè la variazione netta di energia dovuta agli aerosol.

• Alla Superficie (RF_BOA): Sempre negativo (media -43.81 W/m²). Gli aerosol raffreddano la superficie schermando la luce solare. L’effetto è massimo in estate.
• In Cima all’Atmosfera (RF_TOA): Anch’esso negativo, ma meno intenso (media -16.77 W/m²).
• Nell’Atmosfera (RF_ATM): La differenza tra TOA e BOA è positiva (media +27.04 W/m²)! Questo significa che gli aerosol intrappolano calore all’interno dell’atmosfera, riscaldandola.

Questo riscaldamento atmosferico si traduce in un “tasso di riscaldamento” (Heating Rate) che in estate raggiunge in media 1.08 K al giorno! Un valore non trascurabile, che può influenzare la stabilità atmosferica e persino le precipitazioni.

Da Dove Arriva Tutta Questa Polvere? L’Indagine CWT

Ma la domanda sorge spontanea: da dove arrivano questi aerosol, specialmente la polvere estiva? Per rispondere, abbiamo usato un’analisi chiamata Concentration-Weighted Trajectory (CWT). In pratica, abbiamo simulato al computer il percorso a ritroso delle masse d’aria che arrivano a Birkat al Mouz (usando il modello HYSPLIT) e abbiamo “pesato” questi percorsi con la quantità di aerosol misurata quando l’aria è arrivata. Questo ci mostra le regioni “sorgente” più probabili. I risultati sono stati illuminanti!

Le principali sorgenti di aerosol per Birkat al Mouz sono risultate essere:

• Il Corno d’Africa (Somalia, Etiopia, Eritrea, Gibuti): Questa è la sorgente dominante, specialmente per le particelle grossolane (polvere). È risultata essere da 1.5 a 2.5 volte più importante delle altre regioni!
• Regioni aride della Penisola Arabica stessa.
• Siria, Iraq, Giordania: La polvere da qui viene trasportata dai venti Shamal (da nord-ovest).
• La Penisola Indiana occidentale e il Mar Arabico: Sorprendentemente, questa regione è emersa come una sorgente significativa di particelle fini.

È stato particolarmente interessante notare come le particelle grossolane sembrino viaggiare molto efficientemente dal Corno d’Africa, forse più di quanto ci si aspetterebbe rispetto alle fini da quella stessa regione. Inoltre, l’analisi del forzante radiativo ha confermato il ruolo preponderante del Corno d’Africa: gli aerosol provenienti da lì hanno l’impatto maggiore sul bilancio energetico di Birkat al Mouz.

Conclusioni di un Primo Sguardo

Questo studio iniziale ci ha permesso di gettare una prima, fondamentale luce sulle caratteristiche degli aerosol sopra Birkat al Mouz. Abbiamo visto una forte stagionalità guidata principalmente dalla polvere desertica, con un picco estivo impressionante. Abbiamo identificato le sorgenti principali, con un ruolo chiave giocato dal trasporto a lungo raggio dal Corno d’Africa. Abbiamo quantificato l’impatto radiativo, confermando il raffreddamento superficiale e il riscaldamento atmosferico tipico delle regioni dominate dalla polvere.

Questi risultati sono solo l’inizio. Comprendere a fondo la dinamica degli aerosol in questa regione strategica e poco studiata è cruciale per migliorare le previsioni meteorologiche, i modelli climatici regionali e la valutazione della qualità dell’aria. È un campo di ricerca in continua evoluzione, e ogni nuovo dato ci aiuta a comporre un puzzle complesso e affascinante sull’interazione tra aerosol, atmosfera e clima. Spero questo piccolo viaggio nell’aria sopra l’Oman vi sia piaciuto!

Fonte: Springer