Primo ritratto globale di gas serra emerge da voli effettuati da un polo all’altro

Gulfstream V, Alaska per il progetto HIPPO Foto di Carlye Calvin

Gli scienziati hanno annunciato oggi che tre anni di voli di ricerca dal Mar Artico verso l’Antartico hanno prodotto con successo un ritratto senza precedenti dei gas serra e delle particelle in atmosfera. La vasta portata del progetto, noto come HIPPO, sta permettendo ai ricercatori di generare la prima mappatura dettagliata della distribuzione globale di gas e delle particelle che influenzano il clima della Terra.La serie di voli segnano un importante traguardo nel lavoro degli scienziati sulle fonti di gas serra e sui processi naturali che disegnano i gas una volta fuori dall’atmosfera.

“Tracciare l’anidride carbonica e gli altri gas solo con i misuramenti di superficie è stato come guardare con una maschera annebbiata”, ha detto Britton Stephens, uno scienziato del National Center for Atmospheric Research (NCAR) e uno dei principali ricercatori del progetto. “In ultimo, HIPPO ci sta dando una visione chiara di ciò che è veramente là fuori.”

“Con HIPPO, ora abbiamo visuali di fette tutta l’atmosfera”, dice Steven Wofsy, ricercatore principale di  HIPPO  e professore di scienze atmosferiche e ambientali alla Harvard University’s School of Engineering and Applied Sciences. “Siamo stati molto sorpresi dall’abbondanza di alcuni componenti dell’atmosfera e i luoghi dove li abbiamo trovati sono molto comuni.”

I tre anni di campagna hanno fatto valere le potenti capacità di un aereo Gulfstream V appositamente attrezzato, di proprietà della National Science Foundation (NSF) e gestito da NCAR. L’aereo, noto High-performance Instrumented Airborne Platform for Environmental Research (HIAPER), ha una gittata di circa 11.000 chilometri. E ‘dotato di una serie di strumenti appositamente progettati per riconoscere una vasta gamma di costituenti atmosferici.

I voli hanno aiutato gli scienziati a compilare i dettagli dell’atmosfera in maniera  straordinaria. Il team di ricerca ha studiato campioni di aria a diverse latitudini durante le varie stagioni da altitudini di 150 metri sopra la superficie terrestre fino ad un massimo di 13.750 metri, nella bassa stratosfera.

HIPPO, che sta per HIAPER Pole-to-Pole Observations,mette insieme scienziati provenienti da diverse istituzioni come NCAR, Harvard University, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), la Scripps Institution of Oceanography, la University of Miami,  e la Princeton University. La NSF, che è lo sponsor di NCAR,  e la  NOAA finanziano il progetto.

La prima delle cinque missioni HIPPO è iniziata nel gennaio 2009. Due missioni successive sono state lanciate nel 2010 e due nel 2011. La missione finale si conclude il 9 settembre e consisterà nel rientro alla base.

Ognuna delle missioni ha condotto il team di ricerca dal Colorado all’Alaska e al Circolo Polare Artico, poi a sud sopra il Pacifico in Nuova Zelanda e vicino all’Antartide. I voli si sono svolti in diversi momenti dell’anno, scattando una serie di istantanee stagionali delle concentrazioni di gas serra. La ricerca è stata progettata per contribuire a rispondere a domande, su come, ad esempio i livelli atmosferici di metano, un potente gas serra, sono triplicati dall’Era Industriale e sono di nuovo in aumento dopo essersi stabilizzati negli anni 90. Gli scienziati hanno studiato anche come  la ricrescita del nord delle foreste boreali e le foreste pluviali tropicali stanno influenzando i livelli di anidride carbonica (CO2) nell’atmosfera. Tale ricerca fornirà una base su cui valutare il successo degli sforzi per ridurre le emissioni di CO2 e per migliorare il naturale assorbimento e lo stoccaggio di CO2.

Il team ha misurato un totale di oltre 80 gas e particelle nell’atmosfera.

Uno dei risultati più significativi di HIPPO è stato quantificare la quantità stagionale di CO2 elaborata e rilasciata dalle piante terrestri e dagli oceani. Queste misure aiuteranno gli scienziati a produrre stime più accurate del ciclo annuale di anidride carbonica dentro e fuori l’atmosfera e di come la crescente quantità di questo gas abbia influenzato il mondo naturale e la società.

Il team ha anche scoperto che le particelle di nerofumo (o nero di carbone), emesse dai motori diesel, i processi industriali e gli incendi, sono più diffusi in atmosfera di quanto si pensasse. Tali particelle possono influenzare il clima in vari modi, come ad esempio assorbendo direttamente  la radiazione solare, influenzando la formazione di nuvole o l’ incremento dei tassi di scioglimento quando si trovano su ghiaccio o neve.

“Quello che non avevamo previsto sono stati i livelli molto elevati di fumo  nero che abbiamo osservato nei pennacchi d’aria a largo raggio sul Pacifico centrale verso la costa occidentale degli Stati Uniti”, ha detto lo scienziato del NOAA Ryan Spackman, un membro del gruppo di ricerca di HIPPO. “I livelli erano comparabili con quelli misurati nella megalopoli come Houston o Los Angeles. Ciò suggerisce che le fonti nel Pacifico occidentale di carbone sono importanti e che il trasporto in atmosfera del materiale è efficiente.”

I ricercatori sono stati sorpresi di trovare  alte concentrazioni di ossido di azoto nell’atmosfera tropicale. La scoperta ha importanti implicazioni per l’ambiente perché il gas crea trappole di calore e contribuisce alla riduzione dello strato di ozono. I livelli di ossido d’azoto sono aumentati da decenni, in parte a causa dell’uso intensivo di fertilizzanti azotati per l’agricoltura. L’abbondanza di gas in alto  nell’atmosfera tropicale può essere un segno che le tempeste lo stanno portando in alto da fonti nel sudest asiatico.

Il compito di capire  i cicli del carbonio attraverso il sistema Terra, conosciuto come ” pareggio del bilancio del carbonio”, sta diventando sempre più urgente man mano che i politici discutono di strategie per limitare i gas serra. Alcuni paesi o regioni potrebbero essere ricompensati con crediti di carbonio per l’adozione di misure come la conservazione delle foreste che  assorbono anidride carbonica.

“I mercati del carbonio e i progetti per la compensazione delle emissioni vanno avanti, ma abbiamo ancora una conoscenza imperfetta di dove finisca l’anidride carbonica”, ha detto Stephens del NCAR.

Prima di HIPPO, gli scienziati hanno utilizzato principalmente le stazioni di terra per determinare la distribuzione delle fonti di CO2 atmosferica e i “pozzi di assorbimento” che riassorbono una parte del gas di nuovo nella terra e negli oceani. Ma le stazioni di terra possono essere separate da migliaia di chilometri, cosa che ostacola la capacità di misurare la CO2 in luoghi specifici. Per stimare quanto il gas viene distribuito verticalmente, gli scienziati hanno dovuto fare affidamento su modelli di computer, che ora saranno migliorati con i dati di HIPPO.