È noto che la proporzione di nubi ricoperte di ghiaccio dipende dalle particelle di polvere presenti nella nube, che fungono da nuclei per la formazione dei cristalli di ghiaccio. Tuttavia, ciò non è stato chiaramente dimostrato utilizzando un ampio set di dati. In uno studio pubblicato il 31 luglio 2025, i ricercatori hanno confermato questa relazione.cantare 35 anni di dati satellitari. Hanno dimostrato che la proporzione di nuvole ricoperte di ghiaccio (vale a dire, frequenza ghiaccio-cima-nuvola-totale o ITF) in nell'emisfero settentrionale tra -15° e -30°C è fortemente correlato all'abbondanza di particelle di polvere nelle nuvole. Questo è importante per la modellazione climatica perché la forzatura radiativa e le precipitazioni delle nubi saranno influenzate dal fatto che siano ricoperte da uno strato di nubi di ghiaccio o di acqua.
La parola "polvere" evoca una sensazione di disagio e disagio, giustamente perché la polvere proveniente da fonti naturali e dalle attività umane (come l'edilizia, i processi industriali e il movimento dei veicoli) contribuisce alla formazione di particolato nell'aria, causando inquinamento atmosferico con effetti negativi sulla salute, in particolare sui sistemi respiratorio e cardiovascolare. Nelle regioni aride e semi-aride, le tempeste di sabbia e polvere immettono nell'aria grandi quantità di particelle di polvere minerale. L'inquinamento atmosferico che ne deriva ha un impatto sulla salute pubblica, sull'ambiente e sul bilancio delle radiazioni.
Anche le polveri minerali aerodisperse svolgono un ruolo importante nel sistema climatico. Assorbono e disperdono la radiazione solare e termica, influenzando direttamente il bilancio energetico del sistema terrestre. Qualsiasi variazione del carico di polveri minerali atmosferiche modifica il bilancio radiativo di una regione (ovvero, la variazione netta del flusso di radiazione dovuta alla polvere o al forzante radiativo della polvere). Il particolato aerodisperso con dimensioni fino a 0.2 μm funge anche da seme per la formazione di goccioline di nubi quando il vapore acqueo si condensa su di esse. Chiamate nuclei di condensazione delle nubi (CCN), queste particelle costituiscono la base per le goccioline di nubi e sono essenziali per l'inizio della formazione di goccioline di nubi e lo sviluppo di nubi e pioggia. Influiscono indirettamente sul sistema climatico terrestre, compreso il forzante radiativo. Le variazioni nelle concentrazioni di particolato aerodisperso che agiscono come CCN hanno un impatto significativo sulle proprietà delle nubi, sul forzante radiativo e sul clima.
Tipi di nuvole e iofrequenza ce-totale (ITF)
Le nubi possono essere di tre tipi, a seconda che siano composte principalmente da cristalli di ghiaccio o da goccioline d'acqua liquida. Le nubi di ghiaccio sono composte da cristalli di ghiaccio formatisi per nucleazione attorno a particelle di nucleazione del ghiaccio (INP), come la polvere minerale. Di solito si formano ad altitudini elevate, dove prevale la temperatura di congelamento. Le nubi d'acqua, invece, sono composte principalmente da goccioline d'acqua liquida e si formano quando il vapore acqueo presente nell'atmosfera si raffredda e si condensa in goccioline d'acqua liquida attorno a nuclei di condensazione delle nubi (CCN), come la polvere o le particelle di sale. Le nubi in fase mista contengono sia cristalli di ghiaccio che goccioline d'acqua sottoraffreddata. Questo processo, in cui le goccioline d'acqua sottoraffreddata congelano sui cristalli di ghiaccio o su altre particelle di ghiaccio, causando un aumento significativo della loro massa e densità, è chiamato riming. Il riming si osserva principalmente nelle nubi in fase mista a temperature comprese tra -5 °C e -25 °C, in punti in cui le goccioline d'acqua sottoraffreddata congelano in seguito alla collisione con i cristalli di ghiaccio. La frequenza ghiaccio-totale (ITF) è la proporzione di nubi di ghiaccio rispetto al numero totale di nubi osservate al livello più alto della nube.
I processi coinvolti negli effetti della polvere minerale sul sistema climatico sono ben noti, tuttavia i ricercatori hanno dovuto affrontare almeno due questioni.
In primo luogo, c'era incertezza nella stima degli effetti climatici diretti e indiretti delle polveri minerali su scala globale. La missione EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) della NASA, installata a bordo della ISS, affronta questo problema mappando la composizione delle polveri minerali delle regioni aride della Terra e fornendo un set di dati globali per la modellazione climatica. Ha raggiunto un traguardo importante il 27 luglio 2022, quando ha fornito la sua prima immagine della Terra. Lo scorso anno, nel 2024, è passata a una fase di missione estesa, che durerà almeno fino al 2026.
In secondo luogo, sebbene sia noto da tempo che la proporzione di nubi ricoperte di ghiaccio dipende dalle particelle di polvere presenti nella nube, che fungono da nuclei per la formazione dei cristalli di ghiaccio, ciò non è stato chiaramente dimostrato utilizzando un ampio set di dati. In uno studio pubblicato il 31 luglio 2025, i ricercatori hanno confermato questa relazione utilizzando 35 anni di dati satellitari. Hanno dimostrato che la proporzione di nubi ricoperte di ghiaccio (ovvero la frequenza del ghiaccio sulla sommità delle nubi rispetto al totale, o ITF) nell'emisfero settentrionale tra -15° e -30°C è fortemente correlata all'abbondanza di particelle di polvere nelle nubi. Questo è importante per la modellizzazione climatica, poiché il forzante radiativo e le precipitazioni delle nubi saranno influenzati dalla presenza di uno strato di ghiaccio o di acqua sulla loro sommità.
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(Riconoscimento: Dott. Sachchidanand Singh, Chief Scientist, CSIR-NPL, India per i suoi preziosi contributi sull'argomento e sulla revisione)
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Riferimenti:
- Villanueva D., et al 2025. Il congelamento delle goccioline causato dalla polvere spiega la fase di sommità delle nubi nelle regioni extratropicali settentrionali. SCIENCE. 31 luglio 2025. Vol. 389, Numero 6759, pp. 521-525. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adt5354
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 in the Northern Hemisphere between −15° and −30°C strongly correlates with the abundance of dust particles in the clouds. This is important for climate modelling because radiative forcing and precipitation of the clouds will be influenced by whether they are topped by a ice or water cloud layer.){kind=link}