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31 de marzo de 2020

Científicos perplejos por un excepcional agujero en la capa de ozono del Ártico - Datos positivos del Covid-19: La capa de ozono se está ‘curando’


A la izquierda, agujero en la capa de ozono en 2011, a la derecha, 2020 - Derechos de autor Michiel van Weele/ KNMI


El estado de alarma decretado mundialmente ante la crisis del Covid-19 ha provocado el cese de todas las actividades humanas. Calles vacías, industrias cerradas, oficinas desocupadas, carreteras y aeropuertos desolados, son las imágenes que se repiten en todo el mundo. Mientras la población se confina en sus casas con el objetivo de frenar el contagio por coronavirus y salvar vidas, el planeta está viviendo el efecto colateral positivo de esta pandemia.

Según los expertos, la contaminación en el aire de las ciudades de Reino Unido está disminuyendo a medida que el país entra en un bloqueo debido al Covid-19.


Un grupo de científicos americanos ha demostrado que la capa de ozono se está ‘curando’

Después de que se publicaran las imágenes del satélite de la NASA mostrando la reducción de las concentraciones de NO2 contaminante en China y el norte de Italia, gracias a las estrictas medidas de salud pública que se están siguiendo. Un grupo de científicos de la Universidad de Colorado Boulder ha demostrado que la capa de ozono se está recuperando.

La capa de ozono es una frágil capa de gas que actúa como escudo protector en la estratosfera de la Tierra. Esta capa absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta que nos llega del sol. Sin la capa de ozono, sería imposible que algo sobreviviera en el planeta, ya que protege a los animales y la vegetación. El aumento los niveles de radiación ultravioleta que penetrarían en la tierra tendrían efectos negativos en las cuencas hidrográficas, las tierras agrícolas y los bosques. Además, provocaría una mayor incidencia del sol sobre los humanos, dando lugar al cáncer o cataratas oculares y afectando también, al sistema inmunológico.


En medio de la inquietud generalizada por el coronavirus, los científicos atmosféricos observan con perplejidad el gran agujero en la capa de ozono del Polo Norte que se ha formado en los últimos días.

El agujero de la capa de ozono es más habitual en el Polo Sur, y este año precisamente batió el récord como el más pequeño desde hace 30 años, debido a un episodio de calentamiento estratosférico excepcional.







Sin embargo en el Polo Norte los episodios, que ocurren a finales del invierno y principios de la primavera del hemisferio norte, son más cortos y menos extensos. En general no implican la destrucción del ozono sino una "reorganización" de sus concentracione

En esta ocasión la extension y la pérdida de ozono es mayor que en 2011, cuando la revista nature se hacia eco del agujero "sin precedentes" en la capa de ozono ártica.

Lo muestra la imagen principal obtenida por Michiel van Weele, del Servicio Meteorológico holandés.

La razón es el poderoso vórtice polar que está circulando en la zona con aire mucho más frío de lo habitual y de forma muy estable. El vórtice polar es una corriente que mantiene el aire frío "encerrado" en el Polo. En ocasiones desciende provocando brutales olas de frío.


La capa de ozono se destruye con la llegada del sol a las zonas polares, debido a una reacción química provocada por los gases CFC emitidos por el hombre, el frío y las nubes estratosféricas, según explican en el sitio web sobre cambio climático del Gobierno estadounidense.

Es decir, para que haya condiciones de agujero de ozono tiene que haber un frío excepcional que permita la formación de nubes estratosféricas, acumulaciones de CFC y luz solar.

Las temperaturas en la zona del actual agujero están por debajo de los -80º C, explica la científica del Servicio de vigilancia de la atmósfera de Copernicus Antje Inness. Desde este servicio nos confirman estar siguiendo muy de cerca este episodio muy poco habitual.

"Creo que no hay un equivalente registrado en esta época del año: [el nivel de ozono] es más bajo que el anterior record, el invierno 2010-11. El invierno 2004-5 también es un récord bajo, pero fue en enero y, en marzo, la situación estaba normalizada" nos comenta Vincent-Henri Peuch director del servicio.

A la izquierda concentraciones de ozono, a la derecha, temperatura en la estratosfera (por debajo de -80º C)Copernicus Atmosphere Monitoring Service / Antje Inness

El fuerte vórtice polar / condiciones extremadamente frías está causando destrucción del ozono en el hemisferio norte. Aquí está el mínimo #SNPP#OMPS ozono medido al norte de 40 grados de latitud. Por debajo de 220 DU (línea discontinua) se considera condiciones de "agujero de ozono". Explicaba en su cuenta de Twitter el experto Colin Seftor.



Científicos de la NASA concluyeron en 2013 que "el primer agujero de la capa de ozono Ártica" se debió a la falta de transporte de ozono al Ártico desde los trópicos.

La capa de ozono protege la Tierra de las radiaciones ultravioleta (UV) del sol. La destrucción de la capa de ozono del hemisferio sur se debió a la acumulación de gases contaminantes, que fueron prohibidos por el protocolo de Montreal en 1987.

No están claras las implicaciones futuras de este episodio, pero cabe recordar que el Ártico es una de las regiones de la Tierra que está sufriendo con más fuerza los efectos del cambio climático.

Después del episodio de calentamiento estratosférico extremo en la Antártida, que favoreció la disminución del agujero de la capa de ozono, Australia ha vivido un verano abrasador, con una oleada de incendios sin precedentes y records de temperaturas, entre otros fenómenos extremos.


La mejora de capa de ozono vinculada con cambios en la circulación atmosférica
La capa de ozono vinculada con cambios en la circulación atmosférica. NASA

El Protocolo de Montreal para la protección de la capa de ozono estratoférico ha estimulado su recuperación y generado cambios en los patrones de circulación aéreos del Hemisferio Sur, según un estudio que publica este miércoles la revista Nature.

La investigación, desarrollada por científicos de Estados Unidos, ha demostrado que las variaciones se han estancado y podrían, incluso, ser revertidas debido al llamado Protocolo de Montreal de 1987 que limitó el uso de sustancias que dañan la capa de ozono.

“Este estudio se suma a la creciente evidencia que muestra la profunda efectividad del Protocolo de Montreal“, ha subrayado la profesora de la Universidad de Colorado (Estados Unidos) Antara Banerjee, investigadora que trabaja en la división de Ciencias Químicas de la Administración Atmosférica Oceánica Nacional (NOAA).
Según la experta, principal responsable del análisis que publica Nature, el Tratado “no solo ha estimulado la curación de la zapa de ozono, también ha estimulado los recientes cambios observados en los patrones de circulación aéreos del Hemisferio Sur”.

La disminución de ozono (adelgazamiento de la capa de este gas) había reforzado los vientos del vórtice polar y afectado a los que descienden hasta la capa más baja de la atmósfera terrestre.

Hasta ahora, se habían vinculado las pautas de circulación a cambios climáticos en el Hemisferio Sur, especialmente a la caída de la lluvia en Sudamérica, en el este de África y en Australia, y a variaciones producidas en corrientes oceánicas y en la salinidad.


Recuperación de la capa de ozono desde 2000

Con la entrada en vigor del Protocolo de Montreal, que limita el uso de sustancias destructoras del ozono, como los gases clorofluorocarbonos (CFC) -utilizados en equipos de refrigeración, entre otros usos-, la capa de ozono empezó a recuperarse a principios del año 2000, una vez que las concentraciones de esos componentes químicos en la estratosfera comenzaron a declinar.

Con esta investigación, Banerjee y el resto de autores mostraron que aproximadamente durante ese año, la circulación del Hemisferio Sur también dejó de expandirse hacia el Polo, lo que supuso una pausa o un ligero giro de las tendencias anteriores.

“Este estudio ha demostrado nuestra hipótesis de que la recuperación del ozono está, de hecho, impulsando estos cambios en la circulación atmosférica y no es simplemente una coincidencia”, apuntó Banerjee.

Los investigadores emplearon una técnica estadística denominada “detección y atribución” y con ella, estudiaron si ciertas pautas observadas en los cambios de viento se debían a la variabilidad natural o si podían atribuirse a factores causados por la actividad humana.

Primero determinaron que la pausa en las pautas de circulación atmosférica que habían observado no podía explicarse solamente por cambios naturales en los vientos. A continuación, aislaron los efectos del ozono y los gases invernadero por separado y probaron que solo los cambios detectados en el ozono podían explicar la pausa en las tendencias de circulación.

“Esto lo denominamos ‘pausa’, porque las tendencias de circulación hacia el Polo podrían continuar, quedarse estancadas, o revertirse”, según Benerjee para quien “la guerra entre los efectos opuestos de la recuperación de ozono y el aumento de los gases de efecto invernadero son lo que determinará las futuras tendencias”.
 
Concepto de CAPA DE OZONO

Te explicamos qué es la capa de ozono y cuál es su importancia para el planeta Tierra. Además, qué son los agujeros de la capa de ozono.

La capa de ozono está siendo debilitada por gases generados por el hombre.

¿Qué es Capa de ozono?

La capa de ozono se encuentra dentro de la atmósfera terrestre y tiene la función de ser una capa protectora que justamente preserva la vida del planeta Tierra, haciendo las veces de escudo contra los rayos del sol llamados UV o radiación ultravioleta, absorbiendo del 97 al 99% de ella. Se encuentra a una distancia de la superficie de la tierra de 15 a 50 kilómetros de altura en mayor concentración, aunque en el suelo también está presente.

El ozono es una forma de oxígeno en donde la molécula tiene 3 átomos en lugar de 2, como siempre es. Este tercer átomo hace que el oxígeno se vuelva venenoso, tan solo inhalar una vez el ozono es mortal. Esta molécula se forma en la estratósfera (una capa de la atmósfera) por la acción de la radiación solar en estas moléculas, este es un proceso llamado fotólisis.

Esta capa de la atmósfera fue descubierta en el año 1913 por dos físicos franceses llamados Charles Fabry y Henri Buisson. Años más tarde, un meteorólogo británico de apellido Dobson examinó sus propiedades y desarrolló un aparato que llamó espectrofotómetro, el cual permite medir el ozono desde la superficie de la Tierra. Entre los años 1928 y 1958 él mismo estableció una red mundial de monitoreo del ozono. En su honor se estableció la unidad de medida Dobson.

Los problemas de la capa de ozono

Gracias a algunos productos generados por los humanos y llamados halocarbonos, la destrucción de la capa de ozono se ha acelerado en comparación a su ritmo natural. Esto provoca el adelgazamiento de la capa y que se generen los conocidos agujeros de ozono, con lo cual la Tierra pierde protección contra la radiación solar. El paso de los rayos solares más fuertes provoca en la vida humana enfermedades como el cáncer de piel o las cataratas en los ojos.

Ante esta problemática, la ONU (Organización de las Naciones Unidas) el día 16 de septiembre de 1987, firmó el Protocolo de Montreal y en el año 1994, la Asamblea General de las Naciones Unidas declaró el día 16 de septiembre el Día Internacional para la Preservación de la Capa de Ozono.


19 de enero de 2020

El yodo contribuye a la destrucción de la capa de ozono

Hasta ahora se conocían los efectos negativos de las sustancias con cloro o bromo sobre la capa de ozono, pero un nuevo estudio internacional, en el que han participado investigadores del CSIC, apunta un tercer elemento: el yodo, cuyas emisiones desde el mar están aumentando. Las medidas se han tomado en la estratosfera con un avión del National Center for Atmospheric Research de EE UU.
Agujero en la capa de ozono durante su máximo de 2019, el 8 de septiembre. / NASA

Nuevas medidas de los niveles de yodo en la estratosfera de la Tierra pueden ayudar a explicar por qué parte de la capa de ozono de nuestro planeta no se está recuperando tan rápido como se esperaba, a pesar de los esfuerzos de los últimos años en la reducción de los CFC y otros compuestos que la dañaban. Esta capa nos protege de la radiación ultravioleta que puede causar cáncer de piel y dañar los cultivos.

Los datos del estudio, publicado en la revista PNAS, revelan que los niveles de yodo registrados en la baja estratosfera en latitudes medias (zonas tropicales y templadas) serían responsables de hasta el 32% de la pérdida de ozono mediada por halógenos, superando la contribución relativa del cloro (28%) y casi alcanzando la contribución del bromo (40%).

Los niveles de yodo registrados en la baja estratosfera serían responsables de hasta el 32% de la pérdida de ozono mediada por halógenos
Hasta ahora la mayoría de las investigaciones sobre la química de halógenos (los elementos del grupo 17 de la tabla periódica: flúor, cloro, bromo, yodo, astato y teneso) en esa zona de la atmósfera, situada entre los 10 y 40 kilómetros de altura, se habían centrado en la destrucción de la capa de ozono producida por los compuestos clorados y bromados.

Estas sustancias son los halógenos más abundantes en la atmósfera y además sus tiempos de reactividad son suficientemente largos como para ser transportados a la estratosfera, que es donde participan en la destrucción del ozono. Sin embargo, el nuevo trabajo confirma que los compuestos yodados, a pesar de tener unos tiempos de vida más cortos, también pueden llegar a la atmósfera y afectar a la capa de ozono.

Introducir el yodo en los modelos climáticos

“Los resultados muestran la importancia de considerar la química de yodo tanto en la troposfera (la capa inferior de la atmósfera) como en la estratosfera en los modelos climáticos, ya que la emisión natural de sustancias yodadas a la atmósfera es altamente dependiente de la evolución del clima y se espera que su impacto aumente en el futuro respecto a las fuentes cloradas y bromadas”, destaca el coautor Alfonso Saiz-López, investigador del CSIC en el Instituto de Química Física “Rocasolano”.

El grupo liderado por Saiz-López estudia desde hace más de una década la contribución de las fuentes naturales de halógenos de vida corta, como el yodo, sobre la capacidad oxidativa de la tropósfera y la estratósfera. En esta ocasión, ha colaborado un equipo norteamericano pionero en obtener medidas cuantitativas de los niveles de este elemento en la estratosfera.

Las mediciones del yodo tanto en fase gaseosa como en fase aerosol las han realizado con un avanzado laboratorio instalado en el avión GulfstreamV del National Center for Atmospheric Research (NCAR).

Avión científico Gulfstream-V con el que se han hecho las mediciones de yodo en la estratosfera. / NASA

“Debido a que no es sencillo identificar el límite exacto entre la alta troposfera y la baja estratosfera durante el vuelo, se utilizó la relación existente entre los niveles de vapor de agua (H2O) y ozono (O3), que son muy diferentes entre ambas regiones”, comenta el científico del CSIC Carlos Cuevas, también del Instituto de Química Física “Rocasolano”.

Complejas conexiones físico-químicas

El estudio también sugiere que la pérdida de ozono estratosférico debido a la presencia de yodo ocurre por complejos procesos químicos y físicos. Según los autores, "las emisiones marinas de yodo han aumentado por el incremento del ozono superficial en las últimas décadas. Esta fuente de yodo inducida por el hombre se propaga desde los océanos a la troposfera superior y estratosfera inferior, donde nuestros resultados plantean un posible vínculo entre la calidad del aire superficial, la pérdida de ozono estratosférico y el llamado forzamiento radiativo (diferencia entre la insolación absorbida por la Tierra y la energía irradiada)".
El yodo de los océanos cambia el ozono lo suficiente como para explicar por qué este ozono continúa disminuyendo en la estratosfera baja
“En 2015 ya predecíamos que el yodo emitido por los océanos podía llegar a la estratosfera en cantidades significativas, sugiriendo eficientes reacciones de reciclado heterogéneo del yodo inorgánico sobre cristales de hielo y aerosoles atmosféricos”, explica Saiz-López.

“Las medidas realizadas ahora con el Gulfstream-V –apunta el investigador– confirman que el mecanismo que propusimos (o uno muy equivalente) ocurre en la atmósfera real, aunque su eficiencia, velocidad y distribución espacial no sea completamente conocida todavía. Esto abre un abanico de nuevos estudios a realizar".

"La capa de ozono está comenzando a mostrar signos tempranos de recuperación en la estratosfera superior, pero el ozono en la estratosfera inferior continúa disminuyendo por razones poco claras", insiste otro de los autores, Rainer Volkamer, profesor de la Universidad de Colarado en Boulder (EE UU).

“Antes se pensaba que esa disminución se debía a cambios en la forma en que el aire se mezcla entre la troposfera y la estratosfera, pero nuestras mediciones muestran que también hay una explicación química por el yodo de los océanos. Lo que encuentro emocionante –concluye el profesor– es que el yodo cambia el ozono lo suficiente como para proporcionar una explicación plausible de por qué el ozono en la estratosfera baja continúa disminuyendo".

Fuentes: Agencia Sinc

11 de septiembre de 2014

La capa de ozono se recupera




Imagen del agujero en la capa de ozono sobre la Antártida detectada el 22 de septiembre de 2012, cuando ocupaba 20,8 millones de kilómetros cuadrados. Archivo/EFE / NASA



Son las conclusiones de un puntero equipo internacional de científicos de la Organización Metereológica Mundial y el Programa de las Naciones Unidas para Medio Ambiente. En su informe publicado el miércoles en Ginebra estiman que en 2030 el estado del escudo gaseoso que envuelve el planeta será equivalente al de 1980. El secreto de esta mejoría es, en su opinión, el protocolo de Montreal de 1997. Los efectos benéficos son inmediatos e importantes:

Achim Steiner, Director Ejecutivo de UNEP:

“ El Protocolo de Montreal podría estar ya evitando dos millones de casos anuales de cáncer de piel en todo el mundo. Al término de su primer siglo en vigor habrá evitado más de 100 millones de casos”

La flora y fauna silvestres también saldrán ganado, pero no todo es positivo. Los 300 expertos advierten, igualmente, de que los aerosoles ahora prohibidos son sustituidos por otros gases que no dañan el ozono, pero sí tienen consecuencias nocivas al provocar efecto invernadero.





www.unep.org

www.wmo.int

Fuentes: Euronews

13 de marzo de 2013

Frío extremo y químicos de origen humano ensanchan el agujero ártico de ozono

Agujero de ozono en el Ártico
Foto: NASA

El frío extremo y los productos químicos fabricados por el hombre, así como una atmósfera estancada, son los principales causantes del ensanchamiento del agujero de ozono del Ártico, que fue especialmente grave en el año 2011, según pone de manifiesto un nuevo estudio de la NASA.

En concreto, el texto explica que, aunque "las reacciones químicas de cloro en la estratosfera del Ártico fueron las culpables últimas de la pérdida de ozono severo en invierno de 2011", las temperaturas "inusualmente frías" y "persistentes" fueron claves a la hora "impulsar esta destrucción".

Asimismo, añade que las condiciones atmosféricas poco comunes detuvieron el reabastecimiento de ozono estacional hasta abril. En concreto, hace referencia a los vórtices, que son "flujos turbulentos en rotación espiral con trayectorias de corriente", que se formaron en los trópicos e impidieron este proceso.

Este informe, publicado recientemente en el 'Journal of Geophysical Research-Atmospheres', recuerda que "ambos polos del planeta sufren pérdidas de ozono durante el invierno", sin embargo, a diferencia de lo ocurrido en 2011, "el agotamiento de la capa de ozono del Ártico tiende a ser más leve y de menor duración que la de la Antártida".

La científica atmosférica de la NASA Susan E. Strahan ha afirmado que "2011 fue un año muy atípico" y, aunque los niveles de ozono sobre el Ártico "eran posiblemente los más bajos jamás registrados", el frío hizo que se impacto fuese mayor. "En más de treinta años de registros de los satélites no habíamos visto ningún periodo en el que el frío intenso durase tanto tiempo", ha apostillado.

Para determinar si la mezcla de productos químicos artificiales y el frío extremo o las condiciones atmosféricas excepcionalmente estancadas fueron los principales responsables de los bajos niveles de ozono observados en 2011, Strahan y sus colaboradores utilizaron un modelo de la química atmosférica y el transporte denominado Iniciativa Global Modeling (GMI, por sus siglas en inglés).

Un modelo que la científica atmosférica quiere utilizar ahora para estudiar el comportamiento de la capa de ozono en los polos durante las últimas tres décadas.

Por último, Strahan ha añadido que, a raíz de sus estudios, "no cree que sea probable que haya grandes pérdidas de ozono en el Ártico en el futuro, al menos de forma frecuente".

"Los niveles de cloro están disminuyendo en la atmósfera, ya que hemos dejado de producir una gran cantidad de clorofluorocarburos (CFC) como resultado del 'Protocolo de Montreal'. Si dentro de treinta años se repitiesen las mismas condiciones meteorológicas, el agotamiento del ozono probablemente no sería tan grave", ha concluido.


Fuentes : EUROPA PRESS