The study of aerosols and their interactions in the atmosphere has assumed great importance in recent years. In the last century there was a icrease of the number concentration of aerosols in the atmosphere more over the continental areas than those found over the oceans.The change is due to development and pollution sources in continental air. Various physical and chemical characteristics on aerosols have beenmeasured in recent decades: their mass distribution,number distribution, the chemical property and their chemical composition. The presence of aerosol optical properties affect energy balance by changing the albedo and thus influence the Earth's radiative budget. The anthropogenic aerosol particles (produced by industrial activity and by use of fossil fuels),besides having a direct action on the climate effect of solar radiation absorption and diffusion, can act as cloud condensation nuclei(CCN)and ice nucleus(IN).Aerosols are undoubtedly complex mechanisms underlying the formation of clouds and microphysics schemes nubi. An important aspect concernes climate change on rainfall (quantity and intensity), the finding of changes in the averages of these parameters in over the last century leads us to try to understand if there is a mechanism of interaction between aerosols and precipitation . The precious heritage of measurements and analysis on both aerosol and precipitation available to the Department of Physics, University of Turin, recent studies on aerosol-precipitation interaction and historical trends on the values of precipitation on the area North West of Italy have encouraged us in this work to outline the state of the art concerning the influence of aerosols on precipitation . In particular on the finding of the decrease in the last century on the number of rainy days, the increase of convective and intense phenomena, the negative trend on the cloud cover for the North West, according to the wealth of data in our possession and the latest hypothesis on the mechanisms of inhibition of precipitation and convective invigoration, We can hypothesize a possible correlation between these aspects. Our territory for both the climatic characteristics both for the high rate of industrialization and the complex terrain, is undoubtedly an interesting case study for the hypothesis of influence of aerosols on precipitation. Moreover, during the argument it seemed important to pay particular attention to the various measuring instruments, in particular to the measurements taken from ground with technologically advanced equipment, enabling accurate measurements of size distributions of hydrometeors, ensuring a good match between the microphysical phenomena in cloud and measures on the ground.The results are a confirmation of an interaction between aerosols and cloud, the future will continue in accordance with current good results a correlation between the trends of historical values of precipitation (intense events, rainy days) and the change in the size spectrum of aerosols.There is a correspondence between rainfall and microphysical phenomena in cloud, the analysis of DSD (DROP SIZE DISTRIBUTION) from ground provides important elements to understand the microphysical phenomena within the clouds.
Lo studio degli aerosol e delle loro interazioni in atmosfera ha assunto negli ultimi anni una grande importanza. Nell'ultimo secolo è avvenuto un cambiamento numerico degli aerosol presenti nell'atmosfera sopra le aree continentali rispetto a quelli presenti sopra gli oceani.Il cambiamento è dovuto allo sviluppo e alle sorgenti inquinanti in aria continentale. Negli ultimi decenni si sono misurate varie caratteristiche fisiche e chimiche riguardanti gli aerosol: la loro distribuzione di massa, la distribuzione in numero, le proprietà chimiche e la loro composizione. Un altro aspetto importante e complesso riguardante la fisica degli aerosols è indubbiamente la loro influenza diretta e indiretta sul budget radiativo terrestre e quindi sulle variazioni climatiche. La presenza di aerosol e le proprietà ottiche degli stessi variando l'albedo e influenzano il bilancio radiativo terrestre. Le particelle di aerosol antropico (prodotte da attività industriale, utilizzo di combustibili fossili), oltre ad avere una azione diretta sul clima per effetto dell'assorbimento e diffusione della radiazione solare, possono fungere da nuclei di condensazione (CCN) e di ghiacciamento (IN). Gli aerosol sono alla base dei complessi meccanismi di formazione delle nubi e dei meccanismi di microfisica delle nubi. Un aspetto importante riguardante le variazioni climatiche riguarda le precipitazioni(in numero e intensità), la constatazione di variazioni delle medie di questi parametri nel corso dell'ultimo secolo ci spinge a cercare di capire se vi sia un meccanismo di interazione tra aerosol e precipitazioni. Il prezioso patrimonio di misurazioni e di analisi sia riguardanti aerosol che precipitazioni a disposizione del Dip. di Fis. Gen. dell'Università di Torino, le recenti ipotesi di interazione aerosol-precipitazioni e i trends storici sui valori di precipitazione sulla area Nord Ovest dell'Italia ci hanno spinto in questo lavoro di tesi a delineare lo stato dell'arte riguardante l'influenza degli aerosol sulle precipitazioni. In particolare la constatazione della diminuzione nell'ultimo secolo del numero di giorni piovosi, l'incremento dei fenomeni convettivi intensi per quanto riguarda la zona Nord Ovest. In base al patrimonio di dati in nostro possesso e alle ultime ipotesi sui meccanismi di inibizione di precipitazioni e di invigorimento convettivo, si può avanzare l'ipotesi di una possibile correlazione tra questi aspetti. Il nostro territorio, per le caratteristiche climatiche, per l'alto tasso di industrializzazione,per la complessa orografia, è indubbiamente interessante per le ipotesi di influenza degli aerosol sulle precipitazioni. Inoltre, nel corso della tesi è parso importante porre un'attenzione particolare alle varie strumentazioni di misura, in particolare alle misure effettuate da terra con apparecchiature tecnologicamente avanzate, che permettono rilevazioni accurate delle distribuzioni dimensionale delle idrometeore. I risultati ottenuti sono una conferma di una interazione tra aerosols e nube, le prospettive future saranno di continuare in base ai buoni risultati attuali una correlazione tra i trends storici dei valori di precipitazione (eventi intensi, giorni piovosi) e il cambiamento nello spettro dimensionale degli aerosols. Vi è una corrispondenza biunivoca tra precipitazioni e fenomeni in nube, l'analisi della DSD (DROP SIZE DISTRIBUTION) da terra fornisce elementi importanti per capire i fenomeni microfisici all'interno delle nubi.
Aerosol e precipitazioni: stato dell'arte e prospettive future
MALANDRONE, MARIO
2009/2010
Abstract
Lo studio degli aerosol e delle loro interazioni in atmosfera ha assunto negli ultimi anni una grande importanza. Nell'ultimo secolo è avvenuto un cambiamento numerico degli aerosol presenti nell'atmosfera sopra le aree continentali rispetto a quelli presenti sopra gli oceani.Il cambiamento è dovuto allo sviluppo e alle sorgenti inquinanti in aria continentale. Negli ultimi decenni si sono misurate varie caratteristiche fisiche e chimiche riguardanti gli aerosol: la loro distribuzione di massa, la distribuzione in numero, le proprietà chimiche e la loro composizione. Un altro aspetto importante e complesso riguardante la fisica degli aerosols è indubbiamente la loro influenza diretta e indiretta sul budget radiativo terrestre e quindi sulle variazioni climatiche. La presenza di aerosol e le proprietà ottiche degli stessi variando l'albedo e influenzano il bilancio radiativo terrestre. Le particelle di aerosol antropico (prodotte da attività industriale, utilizzo di combustibili fossili), oltre ad avere una azione diretta sul clima per effetto dell'assorbimento e diffusione della radiazione solare, possono fungere da nuclei di condensazione (CCN) e di ghiacciamento (IN). Gli aerosol sono alla base dei complessi meccanismi di formazione delle nubi e dei meccanismi di microfisica delle nubi. Un aspetto importante riguardante le variazioni climatiche riguarda le precipitazioni(in numero e intensità), la constatazione di variazioni delle medie di questi parametri nel corso dell'ultimo secolo ci spinge a cercare di capire se vi sia un meccanismo di interazione tra aerosol e precipitazioni. Il prezioso patrimonio di misurazioni e di analisi sia riguardanti aerosol che precipitazioni a disposizione del Dip. di Fis. Gen. dell'Università di Torino, le recenti ipotesi di interazione aerosol-precipitazioni e i trends storici sui valori di precipitazione sulla area Nord Ovest dell'Italia ci hanno spinto in questo lavoro di tesi a delineare lo stato dell'arte riguardante l'influenza degli aerosol sulle precipitazioni. In particolare la constatazione della diminuzione nell'ultimo secolo del numero di giorni piovosi, l'incremento dei fenomeni convettivi intensi per quanto riguarda la zona Nord Ovest. In base al patrimonio di dati in nostro possesso e alle ultime ipotesi sui meccanismi di inibizione di precipitazioni e di invigorimento convettivo, si può avanzare l'ipotesi di una possibile correlazione tra questi aspetti. Il nostro territorio, per le caratteristiche climatiche, per l'alto tasso di industrializzazione,per la complessa orografia, è indubbiamente interessante per le ipotesi di influenza degli aerosol sulle precipitazioni. Inoltre, nel corso della tesi è parso importante porre un'attenzione particolare alle varie strumentazioni di misura, in particolare alle misure effettuate da terra con apparecchiature tecnologicamente avanzate, che permettono rilevazioni accurate delle distribuzioni dimensionale delle idrometeore. I risultati ottenuti sono una conferma di una interazione tra aerosols e nube, le prospettive future saranno di continuare in base ai buoni risultati attuali una correlazione tra i trends storici dei valori di precipitazione (eventi intensi, giorni piovosi) e il cambiamento nello spettro dimensionale degli aerosols. Vi è una corrispondenza biunivoca tra precipitazioni e fenomeni in nube, l'analisi della DSD (DROP SIZE DISTRIBUTION) da terra fornisce elementi importanti per capire i fenomeni microfisici all'interno delle nubi.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14240/15744