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LABORATORIO DE FÍSICA DE LA ATMÓSFERA |
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LABORATORIO DE FÍSICA DE LA ATMÓSFERA |
ESTUDIOS DE OZONO
INTRODUCCIÓN
El ozono, cuya molécula está formada por tres átomos de oxígeno, fue descubierto en 1839 por C.F. Schoenbein. Es un gas azulado y de olor fuerte, venenoso para vida, aun en pequeñas proporciones, debido a su fuerte reactividad. Si bien a nivel del suelo es venenoso, sin embargo el ozono presente en la atmósfera es providencial ya que logra absorber la componente ultravioleta de la luz solar que es peligrosa para la vida. En 1934, mediante ozonosondeos, se comprobó que el ozono es más abundante en la estratosfera, aunque en proporciones extemadamente pequeñas: si todo el ozono presente en la atmósfera se llevara a nivel del mar el espesor de esa capa no pasaría de los 3 mm (= 300 unidades Dobson). También se ubicó la máxima concentración del ozono entre 15 y 30 km de altura, dependiendo de la latitud.
Desde los años '70 el estudio del ozono atmosférico ha concentrado la atención de mundo científico, debido al fenómeno del adelagazamiento de la capa de ozono (4% por década), provocado principalmente por causas antropogénicas (CFCs, halones, etc.), fenómeno que ha asumido formas dramáticas con el llamado "agujero antártico de ozono". Asimismo ha adquirido importancia también el monitoreo del ozono superficial, como indicador del grado de contaminación ambiental en las grandes ciudades, debido a la quema de hidrocarburos y fenómenos climáticos locales.
En Bolivia ya en los años '60 se llevaron a cabo, en el entonces Laboratorio de Física Cósmica de Chacaltaya (hoy Instituto de Investigaciones Físicas), campañas de medición y monitoreo del ozono atmosférico, mediante sensores y globos sondas, y, desde 1996, gracias principalmente a la cooperación científica del INPE, el estudio de ozono atmosférico (estratosférico, troposférico y superficial) ha tomado nuevo impulso y está siendo realizado de manera sistemática.
PRINCIPALES ESTUDIOS
Además del objetivo general de la red sudamericana a cargo del INPE, el estudio del ozono atmosférico en nuestro laboratorio persigue dos objetivos específicos:
1) Estudiar la peculiar distribución del ozono sobre las tierras altas andinas (Altiplano).
2) Monitorear el ozono superficial, con el fin de detectar eventuales niveles elevados de contaminación en la ciudad de La Paz.
1) Estudio de la CAPA DE OZONO, que se realiza de las siguientes maneras:
1.1 Analizando los datos del instrumento TOMS (= Espectrometro para mapear el ozono total) abordo de satélites de la NASA. En particular se tiene acceso a datos del período 1979-1992 (satélite NIMBUS) y a los actuales del EARTH PROBE (EPTOMS) en la resolución 30x30 km. Los datos correspondientes a La Paz están reportados como la estación designada OVP149 en la correspondiente página web de ese proyecto. Con estos datos, tratados análitica y gráficamente, se ha puesto en evidencia la existencia de una reducción sistemática de la columna de ozono sobre el Altiplano andino, comparativamente a otras regiones cercanas a la misma latitud, como la costa y el océano, más allá de las correcciones de altura apropiadas (Ver publicaciones). Hemos bautizado a este fenómeno peculiar con el término de "miniagujero de ozono" por la semejanza de las imágenes en falso color con las correspondientes del agujero antártico, aunque, obviamente, las causas físicas, intensidad y características espaciales y temporales de los dos fenómenos son totalmente diferentes e independientes.
1.2 Analizando datos de instrumentos de superficie. Como parte de la Red del INPE, el Laboratorio cuenta con un espectrofotómetro Brewer (# 110) para medición del ozono total, y con un analizador de gas Monitor LABS para monitoreo de ozono superficial, instrumentos que operan de manera continua en el tiempo. Los datos del Brewer están en óptima concordancia con los del TOMS y corroboran la presencia del miniagujero, además de proporcionar series temporales, diarias y horarias, de los valores del ozono atmosférico en La Paz. El Brewer #110 que opera en La Paz es de propiedad del INPE y es parte de la red de monitoreo de la capa de ozono liderada por ese Instituto de investigación del Brasil.
1.3 Campañas de ozonosondaje, con el fin de obtener el perfil de ozono de la atmósfera altiplánica y complementar los datos experimentales con miras a confirmar y explicar el fenómeno del miniagujero. En junio de 1998 se realizó una campaña de ozonosondaje en colaboración con el INPE . La gráfica muestra el perfil típico del ozono: los valores troposféricos están dentro de los valores esperados, pero la capa de ozono presenta características peculiares, en cuanto a forma y altura del pico.
.A raíz de estos resultados están en curso estudios teóricos para explicar los bajos valores del ozono total sobre el Altiplano, relacionándolos con la presencia de la cadena montañosa de los Andes y su bifurcación entorno al Altiplano.
Asimismo se espera realizar, en un futuro próximo, campañas de ozonosondaje en un corte longitudinal que, a la latitud de La Paz (16.5°S), permita obtener el perfil del ozono desde el Oceano Pacífico hasta la cuenca amazónica.
A pesar de su corta existencia, el Laboratorio ha producido, en este campo, algunos artículos científicos y un libro. Ver publicaciones.
2. OZONO SUPERFICIAL: se tienen medidas discontinuas desde diciembre de 1995, tomadas con un analizador de ozono, Monitor Labs de propiedad del INPE . Como se sabe el ozono superficial es básicamente un sub-producto de la contaminación urbana, por lo que su concentración sigue una curva relacionada con la hora de máxima producción de gases de escape de los vehículos, que son la principal fuente de contaminación en La Paz. El objetivo de estas medidas es doble:
2.1 Monitorear el valor del ozono superficial para estudiar su influencia en las medidas de la columna de ozono realizadas con el Brewer y, eventualmente, realizar correcciones a las medidas.
2.2. Monitorear el grado de contaminación de la ciudad de La Paz, en general y en la época del "chaqueo", o quema de cobertura vegetal, que se realiza principalmente en las zonas tropicales y amazónicas.
En todo caso los valores medidos no exceden 0.050 ppm en volumen, bastante bajos si se los compara con otros centros urbanos del continente. Además el tiempo de duración del pico está en torno al mediodía.
