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Effetto dell'inquinamento sull'incidenza dei fulmini durante la pandemia COVID-19
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Effetto dell'inquinamento sull'incidenza dei fulmini durante la pandemia COVID-19
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La correlazione tra l'inquinamento da aerosol di origine antropica e l'attività dei fulmini è nota da tempo, anche se il meccanismo che collega i due fenomeni non è ancora stato identificato. Le misure di blocco adottate per contenere la pandemia COVID-19 hanno rappresentato un'opportunità senza precedenti per esplorare ulteriormente questa relazione.
Gli studi precedenti al 2020 sull'effetto dell'inquinamento sull'incidenza dei fulmini mostrano una correlazione positiva tra gli aerosol antropogenici e l'aumento dell'attività dei fulmini nell'area1-5 . La relazione tra i due fattori è complessa, non lineare e dipende dalla concentrazione e dal tipo di aerosol6. Da un lato, gli aerosol possono agire come nuclei di condensazione delle nubi7, contribuendo alla formazione di goccioline, all'elettrificazione delle nubi e alla generazione di fulmini8. Tuttavia, alte concentrazioni di questi aerosol potrebbero portare a una riduzione degli eventi di fulminazione a causa degli effetti radiativi9,10 Inoltre, l'incidenza dei fulmini dipende dalle condizioni meteorologiche, il che distorce l'effetto associato agli aerosol11.
In seguito alla diffusione delle infezioni da coronavirus SARS-CoV-2, che causa la malattia respiratoria COVID-19, l'OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità) ha riconosciuto questa epidemia come pandemia nel marzo 2020. Diversi Paesi hanno decretato le chiusure per garantire l'allontanamento sociale.
Come diretta conseguenza delle limitazioni alla mobilità e della chiusura delle attività economiche non essenziali, si è registrata una diminuzione delle emissioni di inquinanti atmosferici, tra cui PM2,5 (particelle con diametro pari o inferiore a 2,5 micrometri) e PM10 (particelle con diametro compreso tra 10 e 2,5 micrometri)11-16 . Questa opportunità unica ci ha permesso di analizzare in dettaglio la relazione tra aerosol e fulmini in Italia11 e in Brasile12. In questo articolo discuteremo brevemente entrambe le pubblicazioni.
Attività di fulminazione su San Paolo e Belo Horizonte (Brasile)
Il 19 marzo 2020 sono iniziate le chiusure di diverse grandi città del Brasile, come San Paolo e Belo Horizonte. Pertanto, Pinto Neto e altri12 hanno scelto un periodo di analisi dal 20 marzo al 2 aprile 2020, che è stato confrontato con i dati ottenuti dal 2015 al 2020.
Gli autori hanno riscontrato una notevole riduzione dell'inquinamento nel 2020 rispetto agli anni precedenti. A San Paolo, la percentuale di fulmini da nube a terra è stata del 4%, una percentuale significativamente inferiore rispetto ai valori degli altri anni. Anche la corrente di picco media dei fulmini negativi da nube a terra è stata inferiore a quella del 2018, 2016 e 2015. Al contrario, nella città di Belo Horizonte, la percentuale di fulmini positivi da nube a terra è significativamente più alta rispetto ai valori degli anni precedenti. In ogni caso, tutti questi aspetti rilevati mostrano una forte influenza della riduzione dell'inquinamento sulle caratteristiche dei fulmini. Inoltre, questa influenza potrebbe essere diversa in ogni città a seconda delle differenze di concentrazione degli inquinanti.
I risultati di Pinto Neto e altri12 sulla variazione della percentuale di fulmini positivi da nube a terra e da nube a terra sono in accordo con quelli riportati da Liu e altri17. In questo studio sono state confrontate regioni oceaniche inquinate e non inquinate del Mar Cinese Meridionale. Poiché non esiste un contrasto termodinamico diverso nelle regioni oceaniche adiacenti, i fulmini prodotti nell'oceano possono servire come indicatore degli effetti dell'aerosol. Questo lavoro ha rilevato un aumento della densità media dei fulmini (di 3,7 volte), della densità dei fulmini all'interno della nube (di 5 volte), della densità dei fulmini da nube a terra (di 2,5 volte) e della densità positiva dei fulmini sia all'interno della nube (di 6,0 volte) che da nube a terra (di 14,7 volte) nella regione inquinata rispetto alla regione non inquinata17.
Pertanto, i risultati dello studio di Pinto Neto e altri12 durante il confinamento in Brasile supportano i lavori precedenti in cui l'incidenza dei fulmini è considerata non linearmente correlata alla concentrazione e al tipo di contaminazione.
Influenza del confinamento sui fulmini nella Pianura Padana
La Pianura Padana è una regione altamente industrializzata dell'Italia settentrionale con un'elevata attività di fulminazione dovuta a determinate caratteristiche meteorologiche (vicinanza alle montagne, flusso di umidità dal Mare Adriatico, convergenza di masse d'aria fredda e calda). Inoltre, in questa valle le condizioni di ventilazione sono scarse e, insieme alle basse temperature, favoriscono la permanenza degli aerosol per lunghi periodi di tempo11.
Il lockdown decretato in Italia per la pandemia COVID-19 è durato dal 9 marzo al 18 maggio 2020, anche se è stato seguito da un lungo periodo di de-escalation delle misure. Di conseguenza, si è verificata una drastica riduzione dell'attività industriale, del traffico e del trasporto ferroviario che ha portato a una diminuzione della concentrazione di PM2,5 e di altri inquinanti11.
Questo periodo di confinamento e di attenuazione ha coinciso con una diminuzione del 70% dell'attività dei fulmini, nonché con un calo del 15% della concentrazione di PM2,5 nei giorni di tempesta rispetto alla media climatologica della valle 2017-2020.
Gli autori hanno preso in considerazione i cambiamenti meteorologici che influenzano anche la concentrazione di aerosol, ma sono indipendenti dal confinamento. Pertanto, hanno utilizzato tre parametrizzazioni dei fulmini basate sulla meteorologia per stimare l'effetto della riduzione della concentrazione di PM2,5 sull'attività dei fulmini. I calcoli hanno mostrato che circa il 64% della diminuzione dei fulmini può essere attribuito alla meteorologia, mentre circa il 36% deriva dalla riduzione delle emissioni di aerosol11.
Sia lo studio brasiliano che quello italiano sostengono la teoria dell'impatto degli aerosol antropogenici sull'attività dei fulmini. I risultati di questi studi sono molto interessanti per essere applicati all'ottimizzazione della previsione dei fulmini secondo i modelli climatici globali12 e alla previsione degli incendi boschivi causati dai fulmini11,18.
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Riferimenti
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