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El ozono troposférico, es decir, el ozono que se encuentra entre la superficie de la Tierra y los 12-15 kilómetros de la atmósfera (no confundir con el ozono estratosférico que forma la llamada capa de ozono que nos protege de la radiación solar) es un gas de efecto invernadero y un contaminante del aire que a altas concentraciones puede tener efectos muy nocivos -sobre todo respiratorios- en la salud de las personas y de las plantas.
De hecho se trata de una realidad de la que se tiene constancia desde hace algunos años, por lo que en lugares como Europa y América del Norte, ya hace tiempo que se venían tomando medidas para limitar la emisión de ciertos gases -llamados precursores del ozono- que favorecían la formación de este gas compuesto de 3 átomos de oxígeno (O3) en la parte baja de la atmósfera; medidas que han reducido notablemente la presencia de este gas a nivel del suelo.
No obstante, pese a los esfuerzos de algunos países por mitigar el ozono en las capas bajas de la atmósfera, ahora un estudio del Instituto Cooperativo para la Investigación en Ciencias Ambientales –CIRES– de la Universidad de Colorado Boulder publicado en la revistaScience Advances informa que los niveles contaminantes de ozono en la parte más baja de la atmósfera terrestre han aumentado en todo el territorio. «Esto es muy importante porque significa que pese a los intentos limitar nuestra contaminación de forma local, es posible que los resultados a nivel global no sean los que nos esperamos», declara Audrey Gaudel, científica del CIRES en el Laboratorio de Ciencias Químicas de la NOAA y autora principal del estudio. «Hemos documentado los mayores aumentos de ozono en los trópicos» explica Gaudel «y es precisamente este ozono exportado desde los trópicos el que puede estar impulsando los aumentos en latitudes superiores del hemisferio norte«.
Los niveles contaminantes de ozono en la parte más baja de la atmósfera terrestre han aumentado en todo el territorio.
Gaudel y sus colegas del CIRES y la NOAA también encontraron aumentos sorprendentes en áreas con niveles de ozono históricamente bajos: Malasia, Indonesia, el sudeste asiático e India, por ejemplo. Esas regiones tuvieron valores de ozono muy bajos entre 2004 y 2009 pero sus datos se han disparado durante el periodo 2011-2016.
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La tendencia del ozono
Estudios anteriores no pudieron sacar conclusiones firmes sobre las tendencias del ozono en el hemisferio norte, según Gaudel, porque hasta ahora existían pocas ubicaciones de sondeo a largo plazo y porque los nuevos satélites, con una cobertura casi global, habían proporcionado resultados contradictorios sobre estas tendencias. Es por ello que los investigadores recurrieron a los datos de un programa bautizado como IAGOS -Aeronaves en Servicio para un Sistema de Observación Global– una infraestructura global de medidores científicos de distinta índole instalados en los aviones comerciales de todo el mundo. «Desde 1994, IAGOS ha medido el ozono global utilizando el mismo instrumento en todos sus aviones, lo que nos proporciona mediciones consistentes en el tiempo y el espacio desde la superficie de la Tierra hasta la troposfera superior», explica Gaudel.
Entre 1994 y 2016, los aviones comerciales del programa IAGOS capturaron 34.600 perfiles de ozono.
Así, la investigadora y sus colegas utilizaron estas mediciones para calcular los cambios en el ozono troposférico desde mediados de la década de 1990 hasta 2016 en 11 regiones en el hemisferio norte, encontrando un aumento general del ozono en todas las latitudes en que buscaron, incluidas cuatro en las latitudes medias, dos en los subtrópicos, dos en los trópicos y tres regiones ecuatoriales. En promedio, los valores medios del ozono habían aumentado un 5% por década.
En la llamada «troposfera inferior», la que está más cerca de la superficie de la Tierra, el ozono ha disminuido por encima de algunas regiones de latitudes medias, incluidas Europa y Estados Unidos, donde las emisiones de precursores de ozono han disminuido. Pero los investigadores encontraron que esas reducciones se compensaron con aumentos más altos en la troposfera, y el resultado neto fue un aumento general del ozono desde la superficie a 12 kilómetros.
En promedio, los valores medios de ozono troposférico han aumentado un 5% por década.
Para comprender qué estaba causando los cambios de ozono observados, los investigadores analizaron los registros de emisiones de uno de los principales precursores del ozono, los óxidos de nitrógeno -NOx-, que se utilizan como valor de entrada para el modelo de transporte químico global MERRA-2 GMI, y cuyos valores de salida ofrecen una estimación del ozono generado que corresponden a su vez con las medidas tomadas por IAGOS. Dicho modelo mostró que el aumento de las emisiones de NOx en los trópicos probablemente estaba impulsando el aumento observado de ozono en el hemisferio norte.
El ozono de los trópicos
En lo consecutivo, Gaudel y su equipo quieren analizar con más detalle el ozono de los trópicos, ya que África puede estar emergiendo como un punto de acceso global para los precursores de la contaminación del aire. Los datos de IAGOS permitirán a los investigadores profundizar en el papel del continente en la situación actual. El equipo también espera comparar las mediciones de ozono tropical tomadas por IAGOS sobre regiones contaminadas con las mediciones de la campaña de tomografía atmosférica de la NASA –ATom– que midió las trazas de gases y partículas de aerosoles en regiones más remotas y menos contaminadas; y con las mediciones de TROPOMI,un instrumento a bordo de un satélite de la Agencia Espacial Europea que recopila información sobre la composición atmosférica.
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«Queremos comprender la variabilidad del ozono y sus precursores y el impacto de las regiones contaminadas en regiones remotas», aclara Gaudel. «Así que estamos usando las mejores herramientas que tenemos a nuestro alcanze, incluidos IAGOS, ATom y datos de TROPOMI, para obtener los perfiles y la composición de la columna de ozono y sus precursores de diferentes lugares y fuentes, tanto humanas como naturales naturales», sentencia.
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