Studio delle proprieta’ ottiche dell’aerosol atmosferico e determinazione del carbonio elementare con metodi ottici

Tra le diverse proprietà dell’aerosol atmosferico risultano essere di rilievo le proprietà ottiche dell’aerosol atmosferico, poiché, a scala locale, modificano la visibilità, e, a scala globale, influenzano il bilancio radiativo terrestre (forcing radiativo). Contrariamente ai gas serra, i quali contribuiscono tutti ad un forcing radiativo positivo, le particelle atmosferiche, a seconda della loro dimensione, abbondanza, ma soprattutto in relazione alla loro composizione chimica, possono influire sul bilancio energetico sia con forzanti positive che negative. In particolare la principale componente dell’aerosol atmosferico che contribuisce ad un forcing radiativo positivo è quella costituita dal carbonio elementare, detto anche black carbon (BC), che è un inquinante primario immesso direttamente in atmosfera durante processi di combustione incompleta ad elevata temperatura di combustibili fossili e di biomasse. Lo studio del black carbon riveste notevole importanza per determinare l’impatto della componente assorbente dell’aerosol atmosferico sul clima poiché, nonostante la frazione elementare costituisca in media il 5-10% dell’aerosol atmosferico, l’assorbimento della luce dovuto al BC è in grado di spiegare oltre il 90% della luce assorbita da tutto l’aerosol atmosferico. Nel dicembre 2009, è stata effettuata presso il Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Milano, una campagna di misura volta a misurare la concentrazione di BC presente in atmosfera e a determinare alcuni parametri ottici dell’aerosol atmosferico che vengono inseriti nei modelli di bilancio radiativo (coefficiente di assorbimento, single scattering albedo e spessore ottico). Sono stati utilizzati due strumenti on-line (aethalometro AE-21 Magee Scientific e MAAP (Multi-Angle Absorption Photometer) Model 5012 Thermo Fisher Scientific) che forniscono per campioni di aerosol raccolto su filtri in fibra e, con alta risoluzione temporale, il coefficiente di assorbimento e la concentrazione in massa di BC. Inoltre, mediante un fotometro polare realizzato e messo a punto presso il Dipartimento di Fisica di Milano, sono stati determinati (off-line) i parametri di single-scattering albedo, spessore ottico e coefficiente di assorbimento per campioni di aerosol atmosferico raccolti separatamente per periodi diurni (h. 09.00-18.00) e notturni (h. 21.00-06.00) su due differenti matrici filtranti (fibra di quarzo e PTFE).