Con la sua prima immagine della Terra, la missione EMIT della NASA raggiunge un traguardo importante verso una migliore comprensione degli effetti climatici delle polveri minerali presenti nell'atmosfera.
Il 27 luglio 2022, la missione EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) della NASA , installata sulla Stazione Spaziale Internazionale dal 22 al 24 luglio 2022, ha raggiunto un traguardo importante fornendo la sua prima immagine della Terra (denominata "prima luce"). La missione ha lo scopo di mappare la composizione delle polveri minerali delle regioni aride della Terra per comprendere meglio come le polveri influenzino il riscaldamento o il raffreddamento del clima.
L'effetto di riscaldamento climatico dei gas serra è ben noto, tuttavia sussiste incertezza nella quantificazione degli effetti climatici delle polveri minerali emesse nell'atmosfera a causa della limitata disponibilità di misurazioni della composizione delle polveri.
La polvere minerale, componente dell'aerosol di polvere del suolo (un aerosol è una sospensione di particelle liquide o solide nell'atmosfera, con diametri delle particelle compresi tra 10⁻⁹ e 10⁻³ m ), svolge un ruolo importante nel sistema climatico. Per stimare i diversi aspetti degli effetti climatici della polvere minerale è fondamentale conoscerne l'origine, la concentrazione e la distribuzione a livello globale. I modellisti climatici cercano di utilizzare diversi modelli di trasporto che parametrizzano l'emissione di polvere, la sua distribuzione e le proprietà di assorbimento e diffusione.
I dati sulle polveri minerali e sui modelli sono attualmente limitati a livello regionale e non possono essere risolti su scala globale. Ad oggi non esiste un unico set di dati in grado di descrivere tutti gli aspetti del ciclo delle polveri minerali nell'atmosfera globale.
Le polveri minerali, che rappresentano una componente importante del carico globale di aerosol, possono influenzare significativamente il bilancio energetico del sistema terrestre, sia direttamente attraverso l'assorbimento e la diffusione della radiazione solare e termica, sia indirettamente interagendo con le nuvole tramite la formazione di nuclei di condensazione delle nuvole (CCN) e modificandone le proprietà. Nonostante una conoscenza scientifica piuttosto approfondita dei processi che coinvolgono gli effetti delle polveri minerali sul sistema climatico, sussiste una grande incertezza nella stima degli effetti climatici diretti e indiretti delle polveri minerali, in particolare su scala globale. Una perturbazione del bilancio radiativo causata dalle polveri minerali, descritta in termini di forzante radiativa delle polveri (misurata in W/m² ) , rappresenta una variazione netta (in aumento o in diminuzione) del flusso radiativo causata dagli aerosol di polveri minerali. Pertanto, qualsiasi variazione del carico di polveri minerali nell'atmosfera modificherà il bilancio radiativo di una regione e potrà portare a un riscaldamento/raffreddamento differenziale, influenzando il sistema di circolazione globale e il clima. Il forzante radiativo dovuto alle polveri minerali dipende da diverse proprietà delle polveri stesse, ad esempio le loro proprietà ottiche (indice di rifrazione), la composizione chimica, le dimensioni, la forma, la distribuzione verticale e orizzontale, la capacità di mescolarsi con altre particelle, l'umidità, ecc. Non solo la circolazione delle polveri minerali nell'atmosfera, ma anche la loro deposizione sulla superficie ha conseguenze significative, in quanto può modificare l'albedo superficiale (il potere riflettente della superficie) e influenzare il tasso di fusione dei ghiacciai e delle calotte polari.
È in questo contesto che le misurazioni delle polveri minerali EMIT sono piuttosto significative. Non solo colmerà il divario nelle nostre conoscenze, ma fornirà anche il set di dati globali tanto necessario che aiuterà i modellisti a comprendere e parametrizzare gli effetti della polvere nei modelli climatici.
Le misurazioni di EMIT riveleranno la composizione e la dinamica dei minerali presenti nella polvere che circonda l'atmosfera globale. In un solo secondo, lo spettrometro di imaging di EMIT della NASA è in grado di catturare centinaia di migliaia di spettri di luce visibile e infrarossa prodotti dalla diffusione/riflessione delle particelle di polvere minerale, generando impronte spettrali della regione terrestre. In base al colore (lunghezza d'onda) dello spettro, è possibile identificare diverse componenti come suolo, rocce, vegetazione, foreste, fiumi e nuvole. Tuttavia, l'obiettivo principale della missione sarà quello di misurare i minerali presenti nell'atmosfera, prodotti dalle regioni aride e semi-aride del mondo che generano polvere. Ciò contribuirà a una migliore comprensione dell'impatto della polvere minerale sul clima e allo sviluppo di modelli climatici più accurati.
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Fonti:
- JPL 2022. Il rilevatore di polvere minerale della NASA inizia a raccogliere dati. Inserito il 29 luglio 2022. Disponibile online all'indirizzo https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-mineral-dust-detector-starts-gathering-data?utm_source=iContact&utm_medium=email&utm_campaign=nasajpl&utm_content=Latest-20220729-1
- JPL 2022. Indagine sulla fonte di polvere minerale della superficie terrestre dell'EMIT - Obiettivi. Disponibile in linea a https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/
- RO Green et al., "The Earth Surface Mineral Dust Source Investigation: An Earth Science Imaging Spectroscopy Mission", 2020 IEEE Aerospace Conference, 2020, pp. 1-15, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731
- Aerosol. Disponibile in linea a https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol
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