Gli aerosol da combustione della biomassa in stratosfera compensano l’estremo esaurimento di ozono sull’Artico nella primavera 2020

Fumo da incendi e un sorprendente colpo di scena sull’ozono

Quando emerse la notizia che lo strato di ozono artico aveva subito danni record nella primavera 2020, molti temettero un ritorno indietro in una vittoria ambientale faticosamente conquistata. Questo studio esamina un protagonista inaspettato di quella vicenda: il fumo proveniente da incendi giganteschi. Gli autori mostrano che il fumo giunto in alto nell’atmosfera sull’Artico non si limitò ad accelerare la distruzione dell’ozono, come temuto, ma modificò anche venti e temperature in modi che parzialmente protessero la regione da perdite di ozono ancora più gravi.

Perché l’ozono sull’Artico è importante

Lo strato di ozono in alta atmosfera protegge la vita sulla Terra dalle dannose radiazioni ultraviolette. Nelle regioni polari, le variazioni di ozono fanno più che aumentare il rischio di scottature; possono alterare schemi meteorologici su larga scala nell’emisfero settentrionale. Negli ultimi anni l’attenzione si è spostata dal solo impatto dei composti antropici a nuove minacce legate al cambiamento climatico, inclusa l’aumento di incendi enormi nelle foreste boreali. Il fumo di questi incendi può essere sollevato fino alla stratosfera, lo stesso strato che contiene la maggior parte dell’ozono. Finora gran parte del lavoro si era concentrato su come tale fumo acceleri la chimica che consuma ozono, specialmente vicino all’Antartide. Molto meno si sapeva su cosa accada all’ozono sopra l’Artico, che si riscalda molto rapidamente.

Fumo in quota sopra l’Artico

Usando osservazioni satellitari dettagliate, gli autori hanno rilevato che tra la tarda estate e l’autunno 2019 la stratosfera artica era insolitamente velata. La quantità di particelle che bloccano la luce lì più che raddoppiò rispetto agli anni tipici. Diversi elementi di prova — il comportamento delle particelle con diverse lunghezze d’onda della luce, l’assenza di gas vulcanici e un riscaldamento distintivo della bassa stratosfera — indicavano fumo proveniente da forti incendi siberiani piuttosto che da un’eruzione vulcanica. Pochi mesi dopo, nella primavera 2020, l’Artico registrò la più intensa deplezione di ozono osservata in oltre quattro decenni di monitoraggio, in condizioni eccezionalmente fredde e stabili all’interno del vortice polare che favoriscono la chimica distruttrice dell’ozono.

Simulare una catena di eventi insolita

Per districare questa catena di eventi, il gruppo ha utilizzato un modello sofisticato del sistema Terra che simula sia la chimica atmosferica sia la meteorologia. Hanno eseguito una serie di esperimenti che includevano o escludevano le emissioni degli incendi e hanno regolato l’altezza di iniezione del fumo per aderire a quanto osservato dai satelliti. Confrontando queste simulazioni hanno potuto separare gli effetti delle reazioni chimiche indotte dal fumo dalla sua influenza su temperatura e venti. Sorprendentemente, le loro simulazioni con la migliore stima mostrarono che il fumo del 2019 causò un aumento netto dell’ozono totale sull’Artico nella primavera 2020 — di circa 11,5 unità Dobson, compensando approssimativamente il 19 percento della perdita osservata.

Un fumo che danneggia e aiuta al contempo

La chiave sta nella doppia personalità del fumo. Da un lato, le particelle forniscono superfici che favoriscono la conversione del cloro in forme che distruggono più facilmente l’ozono, causando una perdita aggiuntiva di ozono. Il modello suggerisce che questa via chimica da sola avrebbe ridotto l’ozono artico di circa 6 unità Dobson nella primavera 2020. Dall’altro lato, il fumo assorbe la luce solare e riscalda la bassa stratosfera. Questo riscaldamento modifica la circolazione su vasta scala, rafforzando il flusso di aria ricca di ozono dalle latitudini più basse verso l’Artico e aumentando il moto discendente sul polo. Questa risposta dinamica aumenta l’ozono di circa 18 unità Dobson — più che sufficiente a compensare le perdite chimiche nelle simulazioni. Senza questo rifornimento guidato dalla circolazione, gli autori stimano che parti dell’Artico avrebbero potuto superare temporaneamente la soglia tradizionale di “buco dell’ozono” usata per l’Antartide.

Come incendio e meteo fanno squadra

Lo studio indaga anche perché il 2019 fu così particolare. Gli autori mostrano che non fu semplicemente la quantità di fumo a contare, ma dove e quando fu prodotto e come si comportarono i venti. Nel 2019, una quota insolitamente elevata di incendi estremi in Siberia bruciò molto a nord, e un forte ciclone in alta atmosfera aiutò a sollevare il fumo verso gli strati superiori e a convogliarlo nell’Artico. In altri anni recenti con incendi intensi, schemi di vento differenti hanno tenuto il fumo intrappolato a latitudini più basse. Questo significa che i futuri impatti sull’ozono artico dipenderanno dall’allineamento casuale di stagioni di incendi severi con particolari pattern di circolazione, e non solo dall’intensità degli incendi.

Cosa significa per un mondo che si riscalda

Per i non specialisti, il messaggio principale è che il fumo degli incendi in stratosfera è un elemento nuovo e complesso nella storia dell’ozono. In questo caso, il fumo ha sia favorito la distruzione dell’ozono sia, in maniera più potente, rimodellato le correnti atmosferiche in modo che più ozono venisse trascinato verso l’Artico, attenuando il colpo di un evento di deplezione estremo. Man mano che il cambiamento climatico spingerà verso incendi boreali più frequenti e intensi, e potenzialmente modificherà dove bruciano e come rispondono i venti, tali episodi potrebbero diventare più comuni. Capire questa lotta — tra la chimica indotta dal fumo che erode l’ozono e la circolazione indotta dal fumo che può parzialmente proteggerlo — sarà cruciale per prevedere l’esposizione futura agli ultravioletti e i feedback climatici nell’estremo Nord.

Citazione: Zhong, Q., Veraverbeke, S., Yu, P. et al. Stratospheric biomass burning aerosols compensate record-breaking ozone depletion over the Arctic in spring 2020. Nat Commun 17, 1993 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69728-y

Parole chiave: Ozono artico, fumo degli incendi, aerosol stratosferici, cambiamento climatico, incendi boreali