Una modellizzazione climatica accurata dipende dalla comprensione delle nuvole: le loro dimensioni, forma e come interagiscono con la luce solare e le precipitazioni. Un pezzo cruciale di questo puzzle è la microfisica delle gocce d’acqua, l’intricata danza delle gocce d’acqua all’interno di una nuvola. Ricerche recenti evidenziano un’evidente lacuna nella capacità dei nostri modelli di catturare questa complessità, con un potenziale impatto sulle nostre previsioni sul clima della Terra.
I nostri attuali modelli climatici faticano a rappresentare accuratamente la diversità delle dimensioni delle goccioline di nuvole all’interno delle nuvole. Nithin Allwayin e il suo team hanno scoperto che anche simulazioni sofisticate, note come simulazioni large-eddy (LES), dipingono un quadro eccessivamente uniforme della distribuzione delle goccioline. Immagina di confondere una città vivace con un campo vuoto: la visione complessiva è drasticamente diversa dalla realtà.
Questi risultati derivano dal confronto dei dati LES con le osservazioni del mondo reale raccolte negli stratocumuli, un tipo comune che si trova lungo le coste e che spesso appare come macchie basse e grigie. I ricercatori si sono concentrati su come la dimensione delle goccioline varia nelle diverse parti di una nuvola. I nuovi dati di osservazione hanno rivelato modelli distinti: alcune aree vantavano goccioline grandi mentre altre ne avevano di più piccole, indicando una struttura interna più dinamica.
È qui che i modelli non sono all’altezza. Sebbene le simulazioni LES abbiano catturato alcune correlazioni interessanti tra le dimensioni delle goccioline e fenomeni nuvolosi più ampi (come la formazione di pioggerellina e correnti ascensionali), non sono riuscite a rispecchiare la diversità osservata su scale più grandi all’interno delle nuvole.
Queste discrepanze potrebbero derivare da diversi fattori. Ad esempio, i modelli attuali potrebbero non rappresentare accuratamente il “trascinamento”, il processo in cui l’aria più secca si mescola in una nuvola, provocando l’evaporazione e influenzando le dimensioni delle goccioline. Un altro colpevole potrebbe essere il presupposto che fattori come le condizioni della superficie e i tipi di aerosol siano distribuiti uniformemente su intere nuvole, cosa che raramente accade in natura.
Migliorare la nostra comprensione di questi processi microfisici è vitale per perfezionare i modelli climatici. Allwayin e il suo team sottolineano che le loro simulazioni LES erano scenari semplificati, quindi è necessaria cautela quando le applicano direttamente alle complessità del mondo reale. Esortano la ricerca futura a esplorare come le variazioni nelle concentrazioni di aerosol tra le nuvole influenzano le dimensioni delle goccioline e a perfezionare le tecniche di modello per rappresentare il trascinamento in modo più realistico. Ritengono che gli schemi lagrangiani, che tracciano le singole particelle all’interno della nuvola invece di calcolare la media delle proprietà su grandi volumi, siano promettenti per catturare queste sfumature.
In definitiva, ottenere un quadro più accurato della microfisica delle nuvole sarà fondamentale per migliorare la nostra comprensione di come le nuvole contribuiscono al sistema climatico terrestre e, in definitiva, per prevedere i cambiamenti futuri nei modelli meteorologici globali.
