Los investigadores aprovecharon las mediciones de aviones en vuelos internacionales
En un primer estudio que utilizó datos de ozono recopilados por aviones comerciales, investigadores del Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales (CIRES) de la Universidad de Colorado Boulder encontraron que los niveles del contaminante en la parte más baja de la atmósfera terrestre han aumentado en todo el territorio del hemisferio norte durante los últimos 20 años. Eso es incluso cuando los controles más estrictos sobre las emisiones de precursores del ozono han reducido el ozono a nivel del suelo en algunos lugares, incluidos América del Norte y Europa.
El ozono troposférico —el ozono entre la superficie de la Tierra y entre 12 y 15 kilómetros sobre la Tierra— es un gas de efecto invernadero y un contaminante del aire que, en niveles altos, puede dañar los pulmones de las personas y a las plantas.
En un estudio publicado en la revista Science Advances, el equipo encontró un aumento general en los niveles de ozono por encima del hemisferio norte. "Eso es importante porque significa que, si intentamos limitar nuestra contaminación localmente, es posible que no funcione tan bien como pensamos", dijo Audrey Gaudel, científica del CIRES que trabaja en el Laboratorio de Ciencias Químicas de la NOAA y autora principal del estudio. Ella y sus colegas documentaron los mayores aumentos de ozono en los trópicos, dijo Gaudel, y señaló que el ozono exportado desde los trópicos puede estar impulsando aumentos por encima de otras áreas del hemisferio norte.
Gaudel y sus coautores, científicos del CIRES de la NOAA y colegas internacionales, también encontraron incluso aumentos más sorprendentes en áreas donde los niveles de ozono alguna vez fueron más bajos: Malasia/Indonesia, el sudeste de Asia e India, por ejemplo. Esas regiones tuvieron valores de ozono muy bajos entre 1994-2004, y niveles muy altos en los últimos años, entre 2011-2016.
Estudios anteriores no pudieron sacar conclusiones firmes sobre las tendencias del ozono en el hemisferio norte, según Gaudel, porque hay muy pocas ubicaciones de monitoreo a largo plazo y porque los nuevos satélites con una cobertura casi global han proporcionado resultados contradictorios sobre las tendencias del ozono.
Así que los investigadores recurrieron a los datos de aeronaves del programa de aeronaves en servicio para el sistema global de observación (IAGOS) de Europa. "Desde 1994, IAGOS ha medido el ozono en todo el mundo utilizando el mismo instrumento en todos los planos, lo que nos da mediciones consistentes en el tiempo y el espacio desde la superficie de la Tierra hasta la troposfera superior", dijo Gaudel. Entre 1994 y 2016, los aviones comerciales capturaron 34.600 perfiles de ozono, o aproximadamente cuatro perfiles cada día.
Gaudel y sus colegas utilizaron estas mediciones para calcular los cambios en el ozono troposférico desde mediados de la década de 1990 hasta 2016 por encima de 11 regiones en el hemisferio norte. Encontraron un aumento general de ozono en todas las regiones donde buscaron, incluidas cuatro en las latitudes medias, dos en los subtrópicos, dos en los trópicos y tres regiones ecuatoriales. En promedio, los valores medios de ozono habían aumentado un 5% por década.
En la llamada "troposfera inferior", 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 del ozono han disminuido. Los investigadores encontraron que esas reducciones se vieron compensadas por aumentos más altos en la troposfera, y el resultado neto fue un aumento general del ozono desde la superficie a 12 km.
Para comprender qué estaba causando los cambios observados en el ozono, los investigadores analizaron los inventarios de emisiones de uno de los principales precursores del ozono, los óxidos de nitrógeno (NOx), que se utilizan como entrada para el modelo de transporte químico global MERRA-2 GMI, que reproduce con precisión las mediciones de IAGOS. El modelo mostró que el aumento de las emisiones antropogénicas en los trópicos probablemente estaba impulsando el aumento observado de ozono en el hemisferio norte.
Como continuación de su investigación, Gaudel quiere analizar más de cerca el ozono en los trópicos. África puede estar emergiendo como un punto de acceso global para los precursores de la contaminación del aire, por ejemplo, y los datos de IAGOS le permitirán profundizar en el papel de ese continente en las tendencias recientes. También comparará las mediciones de ozono tropical de IAGOS, tomadas sobre regiones contaminadas, con mediciones de la campaña de campo de Tomografía Atmosférica (ATom) de la NASA, que midió trazas de gases y partículas de aerosoles en regiones más remotas y menos contaminadas, incluidos los trópicos. Y observará las mediciones de TROPOMI, un instrumento a bordo de un satélite de la Agencia Espacial Europea que recopila información sobre la composición atmosférica.
"Queremos comprender la variabilidad del ozono y sus precursores y el impacto de las regiones contaminadas en regiones remotas", dijo Gaudel. "Así que estamos utilizando las mejores herramientas que tenemos, incluidos IAGOS, datos de ATom y datos de TROPOMI, para obtener perfiles y columnas de ozono y sus precursores de diferentes tipos de actividades humanas y fuentes naturales".
Fuente: phys.org, University of Colorado at Boulder