L’atmosfera polare è caratterizzata da una forte stabilità e dalla forte inversione termica che si determina in tali regioni (la temperatura aumenta all’aumentare della quota rispetto al suolo, al contrario di quanto avviene nelle regioni a medie latitudini), entrambi fenomeni che sono conseguenza del suolo quasi perennemente congelato o coperto di neve e ghiaccio. Tale proprietà vale anche per la superficie del mare, quando ricoperta dal ghiaccio.
Un altro elemento importante dell’atmosfera polare è rappresentato dalla presenza del cosiddetto vortice polare, un moto vorticoso delle masse d’aria intorno al polo che tiene separate le masse d’aria fredda polari da quelle più calde alle medie latitudini. La conoscenza delle caratteristiche termodinamiche dell’atmosfera polare è fondamentale per poter studiare i cicli biogeochimici di specie naturali e i processi di trasporto a lunga distanza di componenti atmosferici dalle aree antropizzate.
Le attività di ricerca svolte presso ISP sono finalizzate ad approfondire la conoscenza dei processi e delle interazioni tra le diverse componenti del sistema climatico, in modo particolare alle interfacce aria-neve-suolo e aria-mare-ghiaccio marino.
Composizione atmosferica
Le regioni polari rappresentano un laboratorio a cielo aperto per studiare i cicli biogeochimici di specie naturali, le trasformazioni chimiche atmosferiche in un continente incontaminato, così come i processi di trasporto dalle medie e dalle basse latitudini. Diversi costituenti caratterizzano la composizione atmosferica, tra cui rivestono una notevole importanza i gas cosiddetti serra (quali il vapore acqueo, l’anidride carbonica ed il metano le cui concentrazioni sono influenzate da attività antropiche e da processi naturali), e gli aerosol. Questi ultimi costituenti hanno un impatto notevole nelle regioni polari perché contribuiscono fortemente ai processi di retroazione che amplificano i cambiamenti climatici.
L’aerosol atmosferico è composto da particelle in sospensione all'interno dell'atmosfera, che possono essere di origine naturale (tramite sollevamento ad opera dei venti di particelle da superfici denudate o desertiche, di spume marine e di particelle di origine vulcanica o legate a grandi incendi) o antropica (emissioni industriali e da combustibili). Lo studio della composizione chimica dell'aerosol antartico e artico è uno dei punti chiave nella ricerca polare. Questi studi sono eseguiti mediante l’utilizzo di specifici traccianti chimici, come ad esempio i componenti idrosolubili, gli acidi organici, gli zuccheri, i composti fenolici, gli amminoacidi, gli elementi in traccia o le terre rare. L’aerosol svolge un importante ruolo nella regolazione del clima interagendo con la radiazione solare e modificando le proprietà microfisiche delle nubi.
