La capa de ozono del planeta Tierra tiene en Huelva a su mejor guardián

    Las maquinas que miden el nivel de ozono en el mundo se calibran y tienen su puesta a punto en Huelva. En concreto, en la Estación de Sondeos Atmosféricos que posee el INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial) en El Arenosillo, Mazagón. 

     Se trata de una campaña bianual en la que los instrumentos que miden este gas que protege la atmósfera son calibrados para su puesta a punto como guardianes del ozono del que depende la salud del planeta. Se trata de un gas tan escaso que no representa ni siquiera una parte por millón de las materias en estado gaseoso que circulan por nuestra atmósfera. En concreto, si lo pudiéramos acumular a ras del suelo en las condiciones de presión y temperatura del planeta no ocuparía más de tres milímetros de espesor. De ahí que su medición exacta sea tan difícil y, a la par, tan transcendental.

   El Doctor en Ciencias y director de la campaña internacional, José Manuel Vilaplana, explicó al diariodehuelva.es que el objetivo es “homogeneizar los patrones de medidas” de los espectrorradiómetros Brewer. De este modo, todos estos aparatos que se reúnen en Mazagón tendrán una mismo patrón y unidad de medida que nos permitan “contar con un valor científico parejo en cualquier punto del planeta tierra”. Pero este que, además, estos medidores de ozono son esenciales para una óptima medición de los satélites interestelares que “poseen algoritmos de medición mucho más pobres que los instrumentos de tierra”. 

Esta campaña internacional que lleva a cabo la Agencia Estatal de Meteorología se viene realizando con carácter bienal desde 1999. Esta edición de 2021 se volvió a realizar conforme al calendario previsto, pero con una menor participación y actividades debido a las restricciones impuestas por la situación de pandemia. La AEMET es la responsable del Centro de Calibración es Espectrofotómetros Brewer para Europa y Áurica de la la Organización Meteorológica.

Así pues, en esta edición, participan alrededor de 25 científicos y 15 espectrorradiómetros Brewer, frente a los 50 científicos y 25 instrumentos que vienen siendo habituales en anteriores ediciones. Del mismo modo, no se han realizado cursos de entrenamiento a operadores que tradicionalmente viene financiando la Organización Meteorológica Mundial.

La creciente sensibilización medioambiental que impera en nuestra sociedad lleva aparejada una demanda de información cada vez más completa y de calidad. Por ello, se vuelve imprescindible centrar esfuerzos en homogeneizar los procedimientos de medida, calibración y tratamiento de los de datos que resultan esenciales para vigilar la capa de ozono y su papel en el  cambio climático. Disponer de una red de instrumentos de medida en tierra operando bajo protocolos comunes de mantenimiento, tratamiento de datos y calibraciones, sujetos a patrones de referencia, es fundamental para el estudio de la climatología del ozono en los puntos de medida, así como en los puntos de referencia ineludibles para la calibración y validación de los instrumentos embarcados a bordo de satélites.

La recuperación de la capa de ozono estará ligada a la evolución del cambio climático. Los cambios en la capa de ozono no solo están controlados por las concentraciones de las sustancias que intervienen en su equilibrio, como los CFC  presentes en la atmósfera sino que también están íntimamente relacionados con la concentración de gases de efecto invernadero, los cambios en la circulación estratosférica, intercambios océanos-atmósfera y estratosfera-troposfera, etc.

El gran impulso que vienen experimentado estas campañas internacionales de calibración de los instrumentos para la medida del contenido total de ozono organizadas por AEMet e INTA, así como las actividades programadas en torno a los dos proyecto europeos citados, confieren una especial relevancia a la convocatoria de esta campaña, en la que se han dado cita los científicos más representativos a nivel europeo en esta disciplina, situando a España y a los organismos convocantes en el centro de atención de la investigación de ozono a nivel mundial, como punto de encuentro privilegiado para estas actividades.

Destrucción de la Capa de Ozono

Como cada año, al aproximarse la primavera austral, comienza la destrucción de ozono sobre la Antártida. Este proceso empieza a gestarse durante el invierno austral, cuando debido al largo período de oscuridad, se dan una serie de condiciones meteorológicas en el vórtice polar del Polo Sur que lo aíslan del resto de la circulación atmosférica, alcanzándose en dicha región temperaturas especialmente bajas (por debajo de -78ºC). A estas temperaturas, aunque el aire estratosférico es muy seco, se empiezan a formar nubes mezcla de agua y ácido nítrico denominadas nubes estratosféricas polares (PSC en inglés), en el seno de las cuales ocurren una serie de reacciones químicas que convierten compuestos halogenados inactivos provenientes de los CFCs y Halones en especies muy activas, especialmente compuestos de cloro y bromo. Estos compuestos, una vez inciden los primeros rayos de luz coincidiendo con el final del invierno y el principio de la primavera austral, reaccionan rápidamente liberando átomos de cloro y bromo muy reactivos, que atacan a las moléculas de ozono a través de un ciclo catalítico al final del cual, se vuelve a recuperar dicho átomo halogenado que está nuevamente disponible para destruir otra molécula de ozono. Se estima que un simple átomo de cloro puede llegar a destruir miles de moléculas de ozono.

Esta es la razón por la que el agujero de ozono, definido como aquella área donde la cantidad total de ozono en columna es inferior a 220UD (Unidades Dobson), en la Antártida empieza a producirse durante el mes de agosto con la llegada de los primeros rayos solares a la zona, y alcanza su máxima extensión entre mediados de septiembre y principios de octubre, momento en el que la radiación solar incidente comienza a calentar la masa de aire antártica, rompiendo su aislamiento (vórtice polar) y permitiendo la llegada de aire “limpio” de agentes destructores y rico en ozono proveniente de otras latitudes, lo que permite la regeneración del ozono.

Evolución de la Capa de Ozono durante 2020 y 2021

El agujero de ozono Antártico en 2020 fue uno de los más grandes y profundos de los últimos años, y el que persistió por más tiempo desde que comenzó la monitorización de la capa de ozono hace 40 años. Creció rápidamente a partir de mediados de agosto y, el 20 de septiembre de 2020, alcanzó un máximo de unos 24,8 millones de kilómetros cuadrados, extendiéndose sobre la mayor parte del continente antártico. Se cerró finalmente a finales de diciembre.

Esta situación se produjo como consecuencia de un vórtice polar fuerte, estable y frío y de temperaturas muy frías en la estratosfera (la capa de la atmósfera situada entre los 10 km y 50 km de altitud). Los mismos factores meteorológicos que también contribuyeron al agujero récord de ozono sobre el Ártico en 2020.

La vigilancia de la Capa de Ozono en AEMET

La Agencia Estatal de Meteorología vigila la Capa de Ozono en tiempo real a través de la red de espectrofotómetros Brewer instalados en A Coruña, Madrid, Zaragoza, Murcia, Izaña (Tenerife), Santa Cruz de Tenerife y El Arenosillo (INTA, Huelva), y mediante la realización semanal de ozonosondeos en las estaciones de Madrid y Santa Cruz de Tenerife. Los datos obtenidos, una vez validados, se envían diariamente a al Centro Mundial de Datos de Ozono y Radiación UV (WOUDC) en Canadá, por encargo de la Organización Meteorológica Mundial, con el fin de confeccionar los mapas de espesor total de ozono en el Hemisferio Norte.

La información diaria del contenido de ozono en columna en todas las estaciones de la red se publica diariamente en la página web de AEMET El Centro de Investigación Atmosférica de Izaña (CIAI) de la Agencia Estatal de Meteorología, situado en la isla de Tenerife, es el Centro Regional de Calibración de Ozono (RBCC-E) de la Red de Espectrofotómetros Brewer de Europa. El RBCC-E desde el año 2011 transfiere su propia calibración, obtenida mediante calibraciones absolutas, al resto de la red en campañas regulares cofinanciadas por la Agencia Espacial Europea (ESA). El RBCC-E organiza además en actividades formativas y participa en el desarrollo de nuevas tecnologías asociadas a la observación del ozono. 

Además, AEMET dispone de una red de medida de radiación ultravioleta – íntimamente relacionada con el espesor de la capa de ozono- que consta de más de veinticinco estaciones distribuidas a lo largo de todo el territorio nacional y cuyos datos se muestran en la web de AEMET junto con los valores de ozono total en columna.

Red Nacional de estaciones de medida de ozono y radiación ultravioleta

Por otro lado, también se encuentra en operación un sistema de predicción del índice ultravioleta (UVI) con cielos despejados para todos los municipios españoles. Este índice se calcula diariamente a partir de los valores de ozono previstos por el modelo numérico global de la atmósfera del Centro Europeo de Predicción a Plazo Medio.

Finalmente existe en AEMET un modelo de transporte químico que proporciona información de composición química de la atmósfera para realizar predicciones operativas de calidad del aire sobre la Península. Adicionalmente, y de manera no operativa, también se dispone de un sistema de predicción que abarca otras regiones de interés, como es en este caso la región antártica.