Attenzione: acqua in stratosfera!

Claudio Della Volpe

Abbiamo parlato spesso di acqua nei post più recenti a causa della ricorrente siccità che sta causando enormi problemi a noi ed all’ambiente. Eppure ci sono zone del pianeta dove le cose sono molto diverse e in modo insospettabile. Il 15 gennaio di quest’anno il vulcano sottomarino Hunga Tonga-Hunga Ha’apai situato poche decine di chilometri a sud dell’isola di Tonga nel Pacifico del sud, ha eruttato con una enorme esplosione che ha scosso tutta l’atmosfera terrestre e la cui foto vedete nella seconda figura.

Hunga Tonga e Hunga Ha’apai erano due isole a sud di Tonga distrutte quasi completamente dalla eruzione del 15 gennaio.

L’eruzione dell’ Hunga Tonga-Hunga Ha’apai non ha precedenti nella storia recente per vari motivi; anzitutto per la potenza dell’eruzione che ha avuto effetti immediati in tutta l’atmosfera terrestre sia sonori che di pressione: l’esplosione è stata equivalente a quella di 30 milioni di tonnellate di tritolo, dunque da centinaia a migliaia di volte maggiore della bomba di Hiroshima; il terremoto corrispondente ha avuto una energia misurata sulla scala Richter di 7.4; infine l’esplosione ha generato onde di maremoto che hanno fatto il giro del globo e onde di pressione atmosferica che hanno fatto per 4 volte il giro del globo.
Già queste sarebbero misure al di là del conosciuto; ma c’è un altro effetto di cui vi parlo oggi e che ha superato qualunque altra cosa conoscessimo.
Essendo un vulcano sottomarino Hunga Tonga – Hunga Ha’apai ha sollevato una enorme colonna di acqua oltre a ceneri e polveri solforose che producono aerosol di solfato. Queste ultime hanno, come sappiamo, un effetto di raffreddamento, nel senso che le particelle di solfato riflettono le radiazioni solari (0.2-0.8W/m2) e riducono il corrispondente effetto serra; ma cosa succede all’acqua immessa in atmosfera?
Di solito nulla o meglio poco, come abbiamo spiegato in un recente post; ma stavolta la potenza eruttiva è stata sottomarina e inoltre è stata enorme e questo ha portato l’acqua in stratosfera dove di solito ce n’è molto poca.
Si stima che in tutta la stratosfera ci siano 1.4 miliardi di tonnellate di vapor d’acqua; facciamo due conti.
Il peso dell’atmosfera è di circa 5milioni di miliardi di tonnellate; di queste l’80% è troposfera e si stima che di queste circa 100.000 miliardi di tonnellate siano di vapor d’acqua. Mentre come si diceva prima nella stratosfera ci sono solo circa 1.4 miliardi di tonnellate di vapore d’acqua. L’eruzione ha portato dentro la stratosfera ad un’altezza di oltre 50km oltre 140 milioni di tonnellate di nuova acqua; quale sarà l’effetto di questa aggiunta?
Un recente lavoro pubblicato il 2 giugno scorso su Geophysical Research Letters,
Millán, L., Santee, M. L., Lambert, A., Livesey, N. J., Werner, F., Schwartz,
M. J., et al. (2022). The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai Hydration of the Stratosphere. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL099381. https://doi. org/10.1029/2022GL099381 ha usato i dati del satellite AURA della NASA, che è in grado di misurare la composizione della stratosfera per via spettroscopica, per calcolare questo numero e ne ha poi modellato l’effetto per gli anni a venire.
I risultati non sono confortanti per noi.
Anzitutto i ricercatori hanno stimato le quantità, come si diceva prima 140 milioni di tonnellate, sono il 10% dell’acqua già presente ed anche il più massiccio apporto di acqua mai misurato finora, come appare dalla figura seguente tratta dal lavoro citato.

Tale apporto supera di gran lunga quello che gli altri fenomeni studiati finora sono stati in grado di fornire: la super-convezione, le tempeste indotte da forti incendi e altre eruzioni vulcaniche. La seguente immagine in falsi colori ci fa capire la natura assolutamente straordinaria dell’evento, visibile all’estrema destra del grafico a colori.
Il riscaldamento indotto dall’acqua in stratosfera, a differenza di quella in troposfera di cui abbiamo parlato in passato non è un effetto di retroazione del GW, ma deve essere considerata una vera e propria forzante climatica, che in questo caso comporterà effetti per almeno 10 anni.

I ricercatori concludono che:
In sintesi, le misurazioni MLS indicano che una quantità eccezionale di H2O è stata iniettata direttamente nella stratosfera dall’eruzione HT-HH. Stimiamo che l’entità dell’iniezione costituisse almeno il 10% del carico stratosferico totale di H2O. Il giorno dell’eruzione, il pennacchio H2O ha raggiunto ∼53 km di altitudine…………. e potrebbe alterare la chimica e la dinamica stratosferica mentre il pennacchio H2O di lunga durata si propaga attraverso la stratosfera ……..
A differenza delle precedenti forti eruzioni nell’era satellitare, HT-HH potrebbe avere un impatto sul clima non attraverso il raffreddamento superficiale a causa di aerosol di solfato, ma piuttosto attraverso il riscaldamento superficiale dovuto all’eccesso di forzante stratosferico H2O. Date le potenziali conseguenze ad alto impatto dell’iniezione di HT-HH H2O, è fondamentale continuare a monitorare i gas vulcanici di questa eruzione e quelli futuri per quantificare meglio i loro diversi ruoli nel clima.

Decisamente il 2022 è uno dei peggiori anni della nostra vita.

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