Come l'inquinamento atmosferico modella il bilancio del metano
"L'atmosfera è un sistema chimico complesso e altamente non lineare"
Una collaborazione di ricerca internazionale, che comprende scienziati dell'Istituto per i sistemi climatici ed energetici - Stratosfera presso il Forschungszentrum Jülich in Germania, ha rivelato come gli inquinanti atmosferici come il monossido di carbonio, l'ozono e gli ossidi di azoto influenzino la naturale degradazione del metano nell'atmosfera. Lo studio, pubblicato su Nature, evidenzia come le variazioni dell'inquinamento atmosferico alterino i processi chimici chiave che determinano la durata del metano, un potente gas serra.
Il metano è uno dei gas serra più potenti e contribuisce in modo significativo al riscaldamento globale. Influisce anche sulla formazione di altre sostanze rilevanti per il clima, come l'ozono e il vapore acqueo, in particolare nella stratosfera. Tuttavia, la vita atmosferica del metano dipende non solo dalla quantità emessa, ma anche dall'efficienza con cui viene rimosso.
Radicali OH: molecole minuscole, impatto potente
Al centro di questo processo di rimozione c'è il radicale idrossile (OH), una molecola altamente reattiva responsabile della rimozione di circa il 90% del metano nella bassa atmosfera. La disponibilità di OH, tuttavia, dipende da un complesso equilibrio chimico. Ad esempio, inquinanti come il monossido di carbonio (CO) e il metano stesso possono sopprimere la formazione di OH, mentre l'ozono (O₃), il vapore acqueo (H₂O) e gli ossidi di azoto (NOₓ) tendono ad aumentare le concentrazioni di OH.
"L'atmosfera è un sistema chimico complesso e altamente non lineare", afferma la dott.ssa Michaela Hegglin dell'Istituto per il clima e i sistemi energetici del Forschungszentrum Jülich, che ha contribuito allo studio. "Anche piccoli cambiamenti nella sua composizione possono avere un grande impatto sulla persistenza del metano".
La qualità dell'aria modifica la rimozione del metano, anche a breve termine
Utilizzando una combinazione di osservazioni atmosferiche e dati di modellazione, il team di ricerca ha analizzato come la variazione dei livelli di inquinanti abbia influenzato le concentrazioni di OH dal 2005 al 2021. I risultati mostrano che la diminuzione delle emissioni di monossido di carbonio, dovuta ad esempio a tecnologie di combustione più pulite, ha favorito la degradazione del metano. Allo stesso tempo, anche l'aumento dell'ozono e del vapore acqueo ha incrementato i livelli di OH. Complessivamente, questi spostamenti hanno rafforzato il pozzo globale di metano di 1,3-2,0 teragrammi all'anno, con un aumento del 10-20%.
Ma la tendenza non è lineare. Eventi come gli incendi diffusi o la pandemia COVID-19 hanno causato bruschi cali dei livelli di OH. Ad esempio, durante la pandemia, le emissioni di NOₓ sono diminuite rapidamente a causa della riduzione dell'attività umana, portando a una riduzione dei livelli di ozono e, a sua volta, a un indebolimento del serbatoio di metano. Di conseguenza, il metano si è accumulato più rapidamente nell'atmosfera.
Collegare il controllo dell'inquinamento atmosferico all'azione per il clima
Lo studio evidenzia un collegamento cruciale: gli inquinanti atmosferici non solo danneggiano la salute umana e gli ecosistemi, ma determinano anche la quantità di metano trattenuta dall'atmosfera. Questo crea una sfida per la politica: se da un lato la riduzione dei precursori dell'ozono migliora la qualità dell'aria, dall'altro può involontariamente rallentare la rimozione del metano.
Per evitare tali conseguenze indesiderate, i ricercatori sostengono che i legami tra la qualità dell'aria e la rimozione del metano devono essere considerati nelle strategie climatiche. Ciò è particolarmente importante nelle regioni tropicali, dove l'ozono e il vapore acqueo svolgono un ruolo eccessivo nell'aumentare i livelli di OH.
Il cambiamento climatico stesso influenza questo sistema in modi opposti: da un lato, l'aumento delle temperature porta a una maggiore quantità di vapore acqueo, che favorisce la decomposizione del metano. Dall'altro, l'aumento degli incendi boschivi - conseguenza del cambiamento climatico - aumenta le emissioni di monossido di carbonio, che a sua volta sopprime i livelli di OH e rallenta la rimozione del metano.
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