Se da un lato il monsone asiatico porta piogge vitali per l'economia agricola della vasta regione, dall'altro è noto per risucchiare nell'alta atmosfera inquinanti chimici che accelerano il cambiamento climatico.
Gli scienziati attendono con impazienza i risultati di un progetto internazionale guidato dagli Stati Uniti che cerca di confermare le precedenti scoperte pubblicate su Science, secondo le quali gli inquinanti generati dall'attività umana vengono trasportati verso l'alto dal sistema monsonico e hanno un impatto sulla chimica atmosferica e, a loro volta, modificano il clima.
La chimica atmosferica è lo studio dei componenti dell'atmosfera planetaria, che comprende la troposfera, lo strato dell'atmosfera più vicino alla Terra, la stratosfera e altri strati superiori dell'atmosfera.
Laura Pan è il ricercatore principale del progetto e uno scienziato del National Center for Atmospheric Research degli Stati Uniti, che guida l'Asian Summer Monsoon Chemical and Climate Impact Project (ACCLIP) insieme alla National Aeronautics and Space Administration (NASA).
L'ACCLIP studia come le emissioni di gas e aerosol influenzino la chimica e il clima globali.
"Negli ultimi decenni, i satelliti hanno rivelato che il monsone crea uno strato distinto di sostanze chimiche a circa 16 chilometri sopra la Terra, ma sappiamo molto poco sulla sua composizione ed evoluzione", ha dichiarato Pan a SciDev.Net.
"ACCLIP ci darà l'opportunità di campionare quello che c'è, ma sappiamo che qualunque sia la sua composizione, è legata al clima".
Studiare il cielo
Il progetto, della durata di un mese, coinvolge scienziati provenienti da Corea, Giappone, Italia e Germania, che si concentreranno sulla potente circolazione dei monsoni e analizzeranno gli inquinanti chimici che vengono trascinati verso l'alto nell'atmosfera, dove influiscono sulle precipitazioni in Asia in modi diversi, provocando inondazioni e siccità.
I ricercatori, utilizzando aerei basati nella base aerea statunitense in Corea del Sud, voleranno attraverso le aree con la peggiore qualità dell'aria, che si dà il caso siano quelle in cui si verifica il monsone asiatico. Gli scienziati ritengono che, mentre la pioggia si riversa verso il basso, un'ampia gamma di inquinanti chimici venga risucchiata dai sistemi eolici nell'atmosfera superiore e che le loro reazioni reciproche siano legate al cambiamento climatico.
Le prove che il monsone dell'Asia meridionale trasporta gli inquinanti fino alla stratosfera sono state disponibili per la prima volta nel 2015, quando un esperimento simile, utilizzando aerei di ricerca che volavano nei punti caldi dell'inquinamento, è stato condotto dall'Istituto Max Planck per la Chimica con sede in Germania, dall'Istituto di Tecnologia di Karlsruhe e dal Centro Aerospaziale Tedesco.
L'aria sollevata contiene varie sostanze chimiche e aerosol prodotte dall'industria, dall'agricoltura, dalle emissioni dei veicoli e da altre attività umane, oltre a processi biologici naturali.
"Le ricerche condotte finora mostrano che il monsone estivo asiatico solleva gas inquinanti e aerosol dallo strato limite dell'Asia all'atmosfera superiore. Una parte di questi inquinanti viene trasportata più in alto nella stratosfera e orizzontalmente verso il Pacifico occidentale e l'Africa occidentale sotto forma di vortici", spiega a SciDev.Net Suvarna Fadnavis, dell'Istituto indiano di meteorologia tropicale di Pune.
"Questi gas e aerosol inquinanti influenzano l'equilibrio radiativo e la composizione chimica della troposfera superiore e della stratosfera inferiore (atmosfera superiore)".
Misurare i monsoni
Le chiusure durante la pandemia COVID-19 hanno portato a un arresto temporaneo del traffico industriale e stradale, riducendo la generazione di inquinanti e influenzando i monsoni, secondo uno studio di Environmental Research Letters del 2021. I ricercatori hanno riscontrato un aumento delle precipitazioni nell'Asia meridionale, che negli ultimi decenni ha dovuto affrontare la scarsità d'acqua.
Secondo un rapporto del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (IPCC) delle Nazioni Unite, nell'Asia meridionale, nell'Asia orientale e nell'Africa occidentale l'aumento delle piogge monsoniche dovuto al riscaldamento globale è stato contrastato dalla diminuzione delle piogge monsoniche dovuta al raffreddamento causato dalle emissioni di aerosol causate dall'uomo nel corso del XX secolo.
"Gli scienziati sono interessati a sapere se gli inquinanti in superficie raggiungono la stratosfera durante la forte ascesa che si verifica durante il monsone e questo progetto potrebbe rivelarsi utile", afferma Jayaraman Srinivasan, illustre scienziato del Centro Divecha per i cambiamenti climatici e professore onorario presso il Centro per le scienze atmosferiche e oceaniche dell'Indian Institute of Science di Bangalore.
Fadnavis afferma che il progetto ACCLIP può aiutare a comprendere "i legami tra il modello sconosciuto del monsone estivo asiatico e i cambiamenti chimici che si verificano ad altitudini più elevate sulla regione Asia-Pacifico e le implicazioni sulle precipitazioni monsoniche, sulla siccità estrema e sulle nuvole di ghiaccio, sui cambiamenti di temperatura ecc.
Jayanarayanan Kuttippurath, scienziato del clima presso il Centro per gli oceani, i fiumi, l'atmosfera e le scienze del territorio dell'Indian Institute of Technology di Kharagpur, afferma che i sistemi di vento che trasportano inquinanti e umidità sono una preoccupazione per i Paesi dell'Asia orientale e meridionale.
"Questo è particolarmente importante per regioni come la pianura indo-gangetica, dove l'inquinamento atmosferico è molto elevato: le regioni urbane sono già grandi isole di calore e un ulteriore riscaldamento renderebbe la vita nelle città più miserabile", spiega.
Studi recenti hanno identificato una regione ad alto carico di aerosol vicino alla tropopausa, il confine tra la troposfera e la stratosfera, chiamata strato di aerosol della tropopausa asiatica. Questo serve anche a spostare gli aerosol negli strati atmosferici superiori, dove le alte concentrazioni di aerosol possono avere un impatto sul "forcing radiativo" e raffreddare la superficie terrestre.
Il forcing radiativo è una misura del cambiamento del bilancio energetico nell'atmosfera che risulta da un "agente forzante", come i gas serra e gli aerosol.
Il progetto Asian Summer Monsoon Chemical and Climate Impact Project studierà il deflusso - il vento generato da una tempesta - della circolazione monsonica asiatica, che si verifica principalmente nella troposfera superiore e nella stratosfera, spiega Kenneth Jucks, responsabile del Programma di ricerca sull'atmosfera superiore della NASA.
"Poiché stiamo osservando l'outflow, essere dislocati sulla costa dell'Asia per osservare il Pacifico è l'ideale", ha detto Jucks. "L'outflow è influenzato da processi che si verificano in gran parte dell'Asia, tra cui la Cina, l'Himalaya, l'India settentrionale e persino il Sud-Est asiatico".
Kuttippurath afferma che è stato difficile ottenere misure affidabili dalla troposfera superiore e dalla stratosfera inferiore, aggiungendo che "questo tipo di campagna aiuterebbe sicuramente gli scienziati a comprendere meglio la chimica e la dinamica della regione".