La capa de ozono en la Antártida
La capa de ozono en la Antártida
Una molécula de ozono consiste en tres átomos de oxígeno en lugar de los dos habituales. Existe sólo en la atmósfera en cantidades traza. Las moléculas de ozono se forman por la interacción de la radiación ultravioleta (UV) del sol con moléculas de oxígeno: Cuando una molécula de O2 se divide los dos átomos libres de oxígeno se unen con otras moléculas de o2 para formar moléculas de O3.
Debido a que la radiación UV es intensa a altitudes más altas donde el aire es más delgado, se encuentra en la estratosfera donde se produce la mayor parte del ozono: Los científicos han calculado que si la capa de ozono se descendía al nivel del mar tendría 3 mm de espesor, mientras que en la Antártida el ozono puede ser tan bajo como 1 mm de espesor. El ozono en la estratosfera se está agotando por una variedad de gases creados por el hombre con un "agujero" que se forma sobre la Antártida.
El agujero de ozono sobre la Antártida
Por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA [Dominio público], vía Wikimedia Commons
El agujero de ozono es uno de los mayores impactos que los seres humanos han tenido en la Antártida. Desde la década de 1940 hasta la década de 1990 la rápida industrialización y los niveles de vida más altos han llevado a clorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos, halones y bromuro de metilo a crear un “agujero” en el ozono sobre el continente antártico.
El agujero de ozono fue detectado por los científicos cuando compararon la cantidad de ozono encontrada a principios de la década de 1980 con mediciones que se remontaban a 1956. Se encontró que el agujero variaba en tamaño con el agujero que se formaba durante los dos meses de septiembre y octubre. Cada invierno se forma un vórtice polar en la estratosfera sobre la Antártida con temperaturas que descendían hasta – 85° Celsius en la atmósfera inferior. A estas bajas temperaturas las nubes de hielo se forman y actúan como sitios donde el cloro y los productos químicos que contienen bromo se convierten en compuestos que destruyen el ozono.
Estudio de nubes clave para entender el agujero de ozono
Específicamente, las nubes estratosférico polares (PSC) proporcionan superficies para que se produzcan reacciones químicas con cloro que destruye moléculas de ozono. Los PSC se forman alrededor de 60°S de latitud en el rango de altitud de 10-25 kilómetros durante el invierno y principios de primavera. Las nubes se clasifican en Tipo I y Tipo II dependiendo de su tamaño de partícula y temperatura de formación.
Las CSP de tipo I son mucho más delgadas que las nubes de tipo II y tienen una temperatura umbral de formación de 5 a 8° Celsius por encima de la congelación. Estas nubes consisten principalmente en gotas de ácido nítrico y ácido sulfúrico, mientras que las nubes de tipo II, también conocidas como nubes nacarosas o nácar, se componen de cristales de hielo y se forman cuando las temperaturas están por debajo del punto de escarcha (normalmente por debajo de – 83°C).
A pesar de décadas de investigación, todavía hay lagunas en los conocimientos sobre los PSC, por ejemplo, el momento y la duración de los eventos de PSC, su extensión geográfica y sus distribuciones verticales, lo que afecta a la exactitud de los modelos de agotamiento del ozono.En la primavera, cuando la luz solar vuelve a la Antártida, comienza la destrucción del ozono dentro del vórtice polar, alcanzando un máximo a principios de octubre y luego disminuye durante el período hasta finales de diciembre.
La capa de ozono que nos protege de las radiaciones nocivas
La mayor parte del ozono en la atmósfera de la Tierra se encuentra entre 15 y 30 km de altitud: en la estratosfera donde absorbe la radiación nociva del sol:
Alrededor del 2 por ciento de la luz que emite el sol es en forma de radiación ultravioleta de alta energía (UV) con parte de esta radiación UV (UV-B) causando daño a los seres vivos incluyendo quemaduras solares, cáncer de piel y daño ocular. La cantidad de radiación UV sola que llega a la Tierra en cualquier lugar depende de la posición del sol sobre el horizonte, la cantidad de ozono en la atmósfera y los niveles locales de nubosidad y contaminación.
Acuerdo mundial para poner fin a los productos químicos destructores del ozono
Desde que se firmó el Protocolo de Montreal en 1989, en el que se fijaban plazos para reducir y eliminar la producción y el uso de sustancias que agotan el ozono, se ha producido una reducción significativa de los productos químicos que destruyen el ozono en la atmósfera, y se prevé que la capa de ozono sobre la Antártida vuelva a los niveles de 1980 en algún momento en la segunda mitad de los 21 años.st siglo. Sin embargo, el momento de la recuperación es incierto debido a la incertidumbre en los modelos utilizados para proyectar los cambios futuros.
El agujero de ozono se hace más pequeño en tamaño
En un estudio reciente, el agujero de ozono encontrado sobre su cabeza durante una expedición a la Antártida mostró evidencia de una disminución de tamaño basada en 15 años de observaciones terrestres y satelitales con el tamaño del agujero de ozono en 2014 menos grave en comparación con el promedio de 1995-2005.El estudio encontró que el agujero de ozono era de 20,9 kilómetros cuadrados, el sexto más pequeño durante el período 1991-2004, con los datos que muestran que desde 1998 el agujero de ozono se está reduciendo a una tasa de 0,17 kilómetros cuadrados por año.
Sin embargo, no está claro lo que está causando la reducción del agujero de ozono. Las sustancias que agotan el ozono estratosférico antártico se calculan utilizando cloro estratosférico eficaz equivalente (EESC), que es una combinación de cloro y bromo. Para calcular el CESE se utiliza una media de 5,2 años y desde el pico 2000-2002 de 3,70 partes por billón (ppb) el CESE ha disminuido a 3,49 ppb: una disminución de 0,34 ppb o 9%, lo que significa que los niveles del CESE han descendido un 20% hacia el nivel de 1980 de 2,05 ppb, donde las investigaciones consideran que 1980 es el «período de agujero pre-ozono».
Relación entre la capa de ozono y el clima
La División Antártica Australiana ha estado realizando investigaciones sobre la manera en que la recuperación de la capa de ozono producirá importantes reacciones al clima de superficie de la Antártida y el hemisferio sur durante el resto de los 21st siglo, en términos de cambios en los ciclos estacionales y las tendencias a largo plazo de la temperatura y el viento.
Para mayor comprensión, la División Antártica Australiana está desarrollando un modelo de clima químico a través del Simulador del Sistema Climático de la Tierra de la Comunidad Australiana (ACCESS). ACCESS incorpora el modelo británico Chemistry and Aerosols (UKCA). El objetivo principal del proyecto ACCESS de Australia es proporcionar análisis y asesoramiento sobre los efectos de las reacciones de la recuperación del ozono en el clima del hemisferio sur. Específicamente, el proyecto busca incorporar plenamente el modelo químico UKCA en el modelo ACCESS y comparar los resultados con escenarios estándar con observaciones históricas a escala regional.
Investigación australiana sobre la capa de ozono
Los resultados previstos del programa ACCESS son la aplicación de una nueva capacidad de modelización del sistema de la Tierra para Australia y análisis por homólogos sobre los cambios en los procesos climáticos antárticos y del hemisferio sur para revistas científicas y asesoramiento a organismos gubernamentales.
Además, se espera que el proyecto fomente una mayor cooperación transtasman entre Australia y Nueva Zelanda: el NIWA de Nueva Zelanda ha estado llevando a cabo investigaciones sobre el agujero de ozono de la Antártida, ya que tiene un efecto importante en el clima local, lo que a su vez influye en los cambios del clima mundial y el nivel del mar.
En particular, la modelización por NIWA de la química atmosférica de los procesos de retroalimentación entre el ozono estratosférico y el clima antártico aumentará la precisión de los modelos mundiales de cambio climático. Hasta entonces, el modelo de Australia se centraba en predicciones meteorológicas y proyectos climáticos y no incorporaba química estratosférico interactiva.
Además, el objetivo del ACCESS es aumentar la cooperación entre científicos australianos e internacionales en la elaboración de modelos químico-climáticos y los efectos regionales de la recuperación del ozono en el hemisferio sur. Además, la División Antártica Australiana ha estado realizando investigaciones sobre los CSP con la Estación Davis LIDAR que se utiliza desde 2001 para estudiar las nubes estratosféricos.