¿Cómo monitorean los satélites la capa de ozono?


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16/09/2022
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La capa de ozono en nuestra atmósfera superior protege a la Tierra de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta. El uso de productos químicos producidos por humanos en nuestra atmósfera durante muchos años agotó la capa de ozono de la Tierra. Sin embargo, la reducción en el consumo de sustancias que agotan la capa de ozono impulsada por el Protocolo de Montreal, un tratado internacional diseñado para proteger la capa de ozono, ha permitido que el hueco de ozono se recupere lentamente. Este acuerdo global demuestra el poder del compromiso internacional y la acción global inmediata para proteger nuestro medio ambiente.

La ESA ha estado involucrada en el monitoreo del ozono durante más de dos décadas. Hoy, 16 de septiembre, se celebra el Día Internacional para la Preservación de la Capa de Ozono y observamos más de cerca cómo los instrumentos satelitales monitorean cuidadosamente la capa de ozono sobre el Polo Sur.

Las condiciones atmosféricas del ozono varían naturalmente dependiendo de la temperatura, el clima, la latitud y la altitud. Sin embargo, estos fenómenos naturales no pudieron explicar los niveles de agotamiento observados a mediados de la década de 1970 por los científicos. Descubrieron que ciertas sustancias químicas fabricadas por el hombre, llamadas clorofluorocarbonos (CFC), comúnmente utilizadas en refrigeradores y latas de aerosol, creaban concentraciones de ozono extremadamente bajas que aparecen sobre la Antártida de agosto a diciembre de cada año.

Desde la prohibición de los CFC, la capa de ozono se ha ido recuperando. Proyecciones indican que se habrá curado en el hemisferio norte no polar para la década de 2030, en el hemisferio sur para la década de 2050 y en las regiones polares para la década de 2060.

El hueco de ozono sobre el Polo Sur en 2022

El tamaño del hueco de ozono fluctúa regularmente. De agosto a octubre, el hueco de ozono aumenta de tamaño, alcanzando un máximo entre mediados de septiembre y mediados de octubre.

Cuando las temperaturas en lo alto de la estratosfera comienzan a aumentar en el hemisferio sur, el agotamiento del ozono se ralentiza, el vórtice polar se debilita y finalmente se descompone, y para finales de diciembre los niveles de ozono suelen volver a la normalidad.

Tanto en 2020 como en 2021 hubo excepcionalmente grande agujeros de ozono sobre la Antártida, mientras que en 2019 hubo un hueco de ozono extremadamente pequeño debido a condiciones meteorológicas inusuales.

Diego Loyola, del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), comentó: “Las mediciones de ozono total del satélite Copernicus Sentinel-5P producido por DLR, muestran que el agujero de ozono de este año se abrió a mediados de agosto y muestra una extensión similar: alrededor de 23 millones de metros cuadrados. km a mediados de septiembre, como durante los años 2020 y 2021”.

Duración y extensión del área del hueco de ozono monitoreada por el Centro Aeroespacial Alemán

Las observaciones satelitales de la columna de ozono total, el grosor total de la capa de ozono, han sido el núcleo del monitoreo de la capa de ozono, desde 1979 para proporcionar observaciones diarias a escala global.

Sin embargo, la columna de ozono total no proporciona información sobre cómo varía el ozono con la altura. Esto último es importante en cuanto a cómo y a qué altitud se produce el agotamiento del ozono y dónde se esperan los primeros signos de recuperación. Además, donde el clima afecta el ozono estratosférico, depende de la altitud.

Existen varias técnicas para observar cómo cambia el ozono con la altitud. Los satélites que miran hacia debajo y sus instrumentos, en particular los que miden la radiación solar visible y ultravioleta reflejada, como SCIAMACHY, OMI, GOME-2 y Copernicus Sentinel-5P tropomi – también permitir derivar la distribución vertical del ozono para el monitoreo diario del hueco de ozono antártico.

Nuevas imágenes del Instituto Meteorológico Real de los Países Bajos (KNMI) muestran la distribución vertical del ozono en una sección transversal a través del vórtice circumpolar (campos de viento) que crea una frontera natural entre las áreas con altas concentraciones de ozono y el hueco de ozono sobre el Polo Sur.

Esta es la primera vez que se utilizan las mediciones del perfil de ozono de Tropomi para monitorear el hueco de ozono sobre el Polo Sur.

Mediciones del perfil de ozono Sentinel-5P en el vórtice polar

Pepijn Veefkind, científico sénior de KNMI, comentó: “En las longitudes de onda ultravioleta cortas, la luz que mide Tropomi es retrodispersada por las capas superiores de la atmósfera. Con longitudes de onda crecientes, más y más luz medida es retrodispersada por las capas inferiores de la atmósfera. Esto nos permite derivar el perfil de ozono con una resolución vertical de aproximadamente 6-10 km”.

Es probable que este tipo de observaciones satelitales permanezcan disponibles durante todo el siglo XXI. los Programa satelital europeo Copernicus – y en particular su Misiones satelitales Sentinel-4 y -5 –ya están previstas más allá del año 2040 y continuarán la tarea de observación de la atmósfera.

Los satélites también pueden escanear la atmósfera mirando desde un lado, lo que se conoce como observaciones de «extremidades». La ventaja de tales observaciones es que su estratificación vertical es bastante detallada. Sin embargo, la desventaja es que no proporcionan una visión global completa. Además, muchos de estos satélites de extremidades están envejecidos o están envejeciendo, y muchos de ellos no serán reemplazados.

Claus Zehner, Sentinel-5P, Gerente de Misiones Altius y Flex, comentó: “La próxima misión Atmospheric Limb Tracker para la investigación de la próxima estratosfera, también conocida como Altius, llenará un vacío muy importante en la continuación de las mediciones de ‘limb’ para la atmósfera. ciencia: proporciona una resolución espacial de perfil de ozono de resolución vertical más alta y una mejor comprensión en el monitoreo de tendencias de ozono”.

Altius

La misión lleva un generador de imágenes espectrales de alta resolución y proporcionará perfiles de ozono y otros gases traza en la atmósfera superior para respaldar servicios como el pronóstico del tiempo y monitorear las tendencias del ozono a largo plazo en diferentes altitudes.

Está previsto que Altius se lance en 2025 en un cohete Vega-C desde el puerto espacial europeo en Kourou, Guayana Francesa.

Lea más sobre la misión aquí: Altius.

Servicio Copernicus sobre monitoreo de ozono

El Servicio de Monitoreo de la Atmósfera de Copernicus (LEVAS), operado por el Centro Europeo de Pronósticos Meteorológicos a Plazo Medio (ECMWF) proporciona una variedad de datos para monitorear el hueco de ozono y predecir cómo cambiará en el futuro.

CAMS combina mediciones de instrumentos satelitales, incluido Sentinel-5P, y sensores in situ con sus modelos numéricos para proporcionar información de calidad sobre el estado de la capa de ozono, así como pronósticos del estado del hueco de ozono.

El estado del hueco de ozono actualmente en curso se muestra a continuación como una animación en 3D.

Representación 3D de la evolución del hueco de ozono en 2022



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