21.2 KB · ⇊ 7 parts · ⤓ Micron 21.2 KB · ⤓ HTML 37.5 KB

top

mwbaCLOUD (mwbqacronimo di mwbgmwbwCosmics Leaving OUtdoor Dropletscite-ref-cloud-1-0[1]) è un mwdaesperimento in corso di realizzazione al mwdqCERN di mwdgGinevra da una collaborazione di mwdwscienziati che ha Jasper Kirkby come portavoce. Lo scopo è studiare la mweqmicrofisica delle relazioni tra mwegraggi cosmici galattici (GCRs) e mwewaerosol atmosferico in condizioni controllate. L'esperimento ha iniziato a operare nel novembre 2009cite-ref-cern-2-0[2].

• Obiettivi

• Esperimento

• Finanziamento e partecipazione

• Apparato sperimentale

• Risultati preliminari

• Note

• Voci correlate

• Collegamenti esterni

Il gruppo di ricercatori impegnato in CLOUD spera di dare una risposta definitiva a una domanda posta per la prima volta nel mwgw1997 (Henrik Svensmark, Eigil Friis-Christensen, e colleghi), sull'esistenza o meno di effetti significativi sulla copertura nuvolosa, e in definitiva sull'mwhgevoluzione del mwhwclima globale, legati all'interazione con l'mwiaatmosfera terrestre dei raggi cosmici modulati dall'mwiqattività solare (Henrik Svensmark, fisico del mwigmwiwDanmarks Rumcenter, l'agenzia spaziale mwjadanese, è una figura legata alla mwjqcontroversia sui fattori causali sul cambiamento climatico). La comprensione attuale (anni 2010) del mwjgcambiamento climatico in corso nell'mwjwera industriale è legata in modo essenziale a fattori causali di natura antropica (emissioni di mwkagas serra in atmosfera) con scarso rilievo attribuito nei mwkqmodelli matematici a fattori naturali, come la mwkgradiazione solare e le mwkweruzioni vulcaniche.

A fronte di ciò, esistono mwlqricostruzioni paleoclimatiche nell'mwlgOlocene che mostrano frequenti variazioni climatiche su scale temporali di 100 anni, con intensità paragonabili a quella del mwlwriscaldamento globale sperimentato in mwmaetà contemporanea. Tali variazioni temporali del clima appaiono in chiara e stretta associazione con la variabilità dell'mwmqattività solare pur mancando del tutto la conoscenza del processo fisico sottostante. L'individuazione di tale meccanismo, a cui vuole contribuire il progetto CLOUD, migliorerebbe la comprensione delle variazioni climatiche, migliorando i modelli utilizzati e rimuovendo le mwmgcontroversie legate a tali ipotesi causali.

L'esperimento, ospitato nella Sala Est del mwowProton Synchrotron (PS) del mwpaCERN e diretto dal mwpqfisico delle particelle Jasper Kirkby, è stato concepito nel 1998cite-ref-3[3].

Nel 2006 è stato approvato il suo finanziamento da parte dell'UE, a partire dal 2007. L'esperimento, infatti, è stato reso possibile grazie al sostegno del mwra7th Framework Programme for Research and Technological Development (FP7) dell'mwrgUnione europea per gli anni 2007-2013, con la cooperazione degli scienziati dei paesi coinvolti (nove paesi a partire dal mwrw2013 con 106 ricercatori provenienti da 18 istituti di ricerca a partire dal mwsa2013), per lo più europeicite-ref-4[4]. Altri fondi provengono dal bilancio del mwtqCERN e da finanziamenti nazionali alla ricerca erogati da mwtgGermania, mwtwSvizzera, e mwuaFinlandiacite-ref-5[5].

La prima versione dell'apparato strumentale, denominata CLOUD Mk1, con un volume di 2x2x2 metri cubi, è stata sottoposta a test a partire dalla fine del 2006: il prototipo poteva operare alla sola mwvwpressione atmosferica e a mwwatemperatura ambiente.

Dopo tre anni di progettazione e costruzione, nella seconda metà del mwwg2009 è stata costruita la camera a nebbia di 26 metri cubi (prototipo Mk2) e sono iniziate le campagne di rilevazione dei dati condotte dai mwwwteam internazionali impegnati nel progetto: CLOUD Mk2 è in grado di operare su un tipico intervallo di temperature terrestri, tra -50mwxa °C e +40mwxq °C e con la possibilità di una modesta calibrazione della temperatura adiabatica (con una riduzione di circa il 10%) per permettere l'attivazione dell'aerosolcite-ref-2007-progress-report-pag-3-6-0[6].

Nel 2008 si prevedeva che, dopo due o tre anni di esperienza con la seconda camera, ne sarebbe stata costruita una terza ancora più grande, ma questo proposito non si è realizzato (dati 2015)cite-ref-2007-progress-report-pag-3-6-1[6].

L'esperimento consiste di una camera ad aerosol riempita di mwaqaria, mwagvapore acqueo, gas traccia selezionati, che viene esposta a un fascio regolabile di particelle che simula i raggi cosmici di origine galattica alle varie altitudini e latitudini del mwbapianeta Terra. La cosiddetta mwbqcamera a nebbia del prototipo Mk2 è ospitata nella sala est del mwbgProton Synchrotron del mwbwCERN ed è costituita da un cilindro in mwcaacciaio inox elettrolucidato del diametro di 3 m e una capacità di 26,1 mmwcg3 collocato in una camera climatica in grado di garantire, nei primi tempi dell'esperimento, un range di temperature tra -30 a 40mwcw °C, poi esteso in basso fino a -65mwda °C., in modo da poter operare a ogni possibile combinazione di temperatura e pressione rintracciabile nell'mwdqatmosfera terrestre.

L'mwdwirradiazione con luce ultravioletta permette reazioni mweqfotolitiche. La camera contiene una gabbia che genera un mwegcampo elettrico in grado di mwewcontrollare la deriva dei piccoli ioni e degli aerosol dotati di mwfacarica elettricacite-ref-cloud-1-1[1].

Nel 2009 il CERN ha pubblicato una relazione in cui si dava conto dei i progressi compiuti dal progetto CLOUDcite-ref-7[7]. In uno scritto del 2009, J. Kirkby ha recensito gli sviluppi nel progetto CERN CLOUD e nei test pianificati. Ha descritto i meccanismi di mwhwnucleazione delle mwianuvole che appaiono energeticamente favorevoli e dipendono dai raggi cosmici galatticicite-ref-kirk09v-8-0[8]cite-ref-kirk09s-9-0[9].

Nel febbraio 2010 sono stati presentati i risultati di test compiuti sull'impianto pilota Mk1 nei mesi di ottobre e novembre 2006, per una durata di 4 settimane: tali test hanno fornito suggestive evidenze sull'esistenza di mwkgnucleazione indotta da mwkwioni o ricombinazione da ione a ione quale sorgenti di particelle di aerosolcite-ref-atmos-chem-phys-1635-10-0[10]. Per una quantificazione precisa di quali siano condizioni perché la formazione di aerosol assuma una dimensione significativa, si rendevano necessarie modifiche alla configurazione sperimentale da implementare con la costruzione della camera di seconda generazione (CLOUD Mk2) al fine di ottenere un miglioramento del controllo delle variabili sperimentali e della mwmariproducibilità degli esperimenticite-ref-atmos-chem-phys-1636-11-0[11]. Inoltre, l'esperimento ha evidenziato la necessità stringente di garantire una notevole purezza nell'interno della camera ad aerosol oltre che un controllo di livelli molto stabili di temperatura, con oscillazioni inferiori a 0,1mwnq °C.cite-ref-atmos-chem-phys-1636-11-1[11]

Il 24 agosto 2011, alcuni ricerche preliminari pubblicate sulla rivista mwowmwpaNature hanno mostrato l'esistenza di una connessione tra raggi cosmici e mwpqaerosol atmosferico. Kirkby è giunto a dire, nel comunicato stampa definitivo del CERN, che "l'incremento della mwpgnucleazione per effetto di ioni è particolarmente pronunciato alle temperature fredde rinvenibili a quote dalla media mwpwtroposfera in su, dove CLOUD ha scoperto che mwqaacido solforico e mwqqvapore acqueo possono nucleare senza bisogno di vapori aggiuntivi. Il risultato lascia aperta la possibilità di un'influenza dei raggi cosmici sull'mwqgandamento del mwqwclima, anche se è prematuro trarre conclusioni sulla significatività di questo influsso sul clima finché non saranno identificati ulteriori vapori implicati nella nucleazione, non sarà misurato l'aumento da loro indotto sugli ioni, non saranno confermati gli effetti finali sulle nuvolecite-ref-12[12]cite-ref-13[13].

cite-note-cloud-11. ↑ mwva(mwvqmwvgEN) mwvwmwwaSito ufficiale dell'esperimento CLOUD, su mwwqmwwgCERN.

cite-note-cern-22. ↑ mwxg(mwxwmwyaEN) mwyqmwygCLOUD experiment provides unprecedented insight into cloud formation, su mwywpress.web.cern.ch, CERN-Press release PR15.11, 25 agosto 2011. mwzaURL consultato il 20 luglio 2015.

cite-note-33. ↑ mw0a(mw0qmw0gEN) Jasper Kirkby, mw0wmw1aBeam Measurements of a CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) Chamber (mw1qmw1gPDF), in mw1wmw2aCERN-OPEN-2001-028, 1998. mw2qURL consultato il 21 luglio 2015.

cite-note-44. ↑ mw3qmw3gParticipating Institutes PS215 (CLOUD) mw3wArchiviatomw4a il 9 giugno 2015 in mw4qInternet Archivemw4g.. CERN GreyBook.

cite-note-55. ↑ mw5wFunding mw6aArchiviatomw6q il 22 settembre 2013 in mw6gInternet Archivemw6w., CLOUD Home.

cite-note-2007-progress-report-pag-3-66. ↑ mw8g(mw8wmw9aEN) mw9qmw9g2007 Progress Report on PS215/CLOUD (mw9wmw-aPDF), in mw-qSPS and PS Experiments Committee , CERN-SPSC-2008-015 / SPSC-SR-032, Geneva,, The CLOUD Collaboration, CERN, 18 aprile 2008, p.mw-g 3. mw-wURL consultato il 21 luglio 2015.

cite-note-77. ↑ Jasper Kirkby, mwaqa2009 PROGRESS REPORT ON PS215/CLOUD The CLOUD Collaboration, CERN, Ginevra, SPS and PS Experiments Committee, CERN-SPSC-2010-013, 7 aprile 2010

cite-note-kirk09v-88. ↑ mwaqq(mwaqumwaqyEN) Jasper Kirkby,, mwaqcmwaqgCosmic Rays and Climate Video, in mwaqkCERN Colloquium, 4 giugno 2009.

cite-note-kirk09s-99. ↑ Jasper Kirkby, mwaq0Cosmic Rays and Climate Presentation, CERN Colloquium, 4 giugno 2009.

cite-note-atmos-chem-phys-1635-1010. ↑ mware(mwarimwarmEN) J. Duplissy et al., mwarqmwaruResults from the CERN pilot CLOUD experiment (mwarymwarcPDF), in mwargAtmospheric Chemistry and Physics, n.mwark 10, 2010, p.mwaro 1635. mwarsURL consultato il 20 luglio 2015.

cite-note-atmos-chem-phys-1636-1111. ↑ mwasi(mwasmmwasqEN) J. Duplissy et al., mwasumwasyResults from the CERN pilot CLOUD experiment (mwascmwasgPDF), in mwaskAtmospheric Chemistry and Physics, n.mwaso 10, 2010, p.mwass 1636. mwaswURL consultato il 20 luglio 2015.

cite-note-1212. ↑ mwateThe Role of sulphuric acid, ammonia and galactic cosmic rays in atmospheric aerosol nucleation mwatiArchiviatomwatm il 2 luglio 2012 in mwatqInternet Archivemwatu. CERN Press Release 20 JUL 2011

cite-note-1313. ↑ mwato(mwatsmwatwEN) mwat0mwat4The Role of sulphuric acid, ammonia and galactic cosmic rays in atmospheric aerosol nucleation, in mwat8mwauaNature, n.mwaue 476, 25 agosto 2011, pp.mwaui 429–433, mwaumDOI:mwauq10.1038/nature10343. mwauuURL consultato il 21 luglio 2015.

• mwauoClima

• mwauwClima globale

• mwau4Aerosol

• mwavaNucleazione

• mwaviNuclei di condensazione

• mwavqMutamento climatico

• mwavyRiscaldamento globale

• mwavo(EN) Home page dell'esperimento CLOUD, su cloud.web.cern.ch.

• Jasper Kirkby, mwavwmwav0Cloudy climate change: How clouds affect Earth's temperature, mwav4TED-Ed, Lessons Worth Sharing