Los científicos hallan una "huella" humana en el aumento del ozono en la troposfera superior
Saber dónde buscar esta señal ayudará a los investigadores a identificar fuentes específicas del potente gas de efecto invernadero
El ozono puede ser un agente beneficioso o perjudicial, dependiendo de dónde se encuentre en la atmósfera. En la estratosfera, este gas incoloro protege a la Tierra de los rayos ultravioletas del sol. Pero más cerca del suelo, el ozono es un contaminante atmosférico nocivo que puede desencadenar problemas crónicos de salud, como dolor torácico, dificultad para respirar y deterioro de la función pulmonar.
Y en algún punto intermedio, en la troposfera superior -la capa de la atmósfera situada justo debajo de la estratosfera, por donde navegan la mayoría de los aviones- el ozono contribuye al calentamiento del planeta como potente gas de efecto invernadero.
Hay indicios de que el ozono sigue aumentando en la troposfera superior a pesar de los esfuerzos de muchos países por reducir sus fuentes en la superficie. Ahora, científicos del MIT confirman que gran parte del aumento del ozono en la troposfera superior se debe probablemente al ser humano.
En un artículo publicado, el equipo informa de que han detectado una clara señal de influencia humana en las tendencias del ozono troposférico superior en un registro satelital de 17 años a partir de 2005.
"Confirmamos que existe una tendencia clara y creciente en el ozono troposférico superior en las latitudes medias septentrionales debida al ser humano y no al ruido climático", afirma el autor principal del estudio, Xinyuan Yu, estudiante de posgrado del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT.
"Ahora podemos hacer más trabajo detectivesco y tratar de entender qué actividades humanas concretas están provocando esta tendencia del ozono", añade la coautora Arlene Fiore, catedrática Peter H. Stone y Paola Malanotte Stone de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias.
Entre los autores del estudio del MIT figuran Sebastian Eastham y Qindan Zhu, junto con Benjamin Santer, de la Universidad de California en Los Ángeles, Gustavo Correa, de la Universidad de Columbia, Jean-François Lamarque, del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, y Jerald Zimeke, del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA.
La maraña del ozono
Entender las causas e influencias del ozono es un ejercicio difícil. El ozono no se emite directamente, sino que es producto de "precursores", es decir, ingredientes iniciales, como óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles (COV), que reaccionan en presencia de la luz solar para formar ozono. Estos precursores proceden de los gases de escape de los vehículos, las centrales eléctricas, los disolventes químicos, los procesos industriales, las emisiones de los aviones y otras actividades humanas.
La permanencia del ozono en la atmósfera depende de una maraña de variables, entre ellas el tipo y el alcance de las actividades humanas en una zona determinada, así como la variabilidad natural del clima. Por ejemplo, un año fuerte de El Niño podría alterar la circulación atmosférica de forma que afectara a las concentraciones de ozono, independientemente de la cantidad de ozono que los seres humanos estén aportando a la atmósfera ese año.
Desenmarañar las causas humanas y climáticas de la tendencia del ozono, sobre todo en la troposfera superior, es especialmente complicado. Para complicar las cosas, en la troposfera inferior -la capa más baja de la atmósfera, la más cercana al suelo- el ozono ha dejado de aumentar e incluso ha disminuido en algunas regiones de latitudes medias septentrionales en las últimas décadas. Esta disminución del ozono troposférico inferior se debe principalmente a los esfuerzos realizados en Norteamérica y Europa para reducir las fuentes industriales de contaminación atmosférica.
"Cerca de la superficie, se ha observado una disminución del ozono en algunas regiones, y sus variaciones están más estrechamente relacionadas con las emisiones humanas", señala Yu. "En la troposfera superior, las tendencias del ozono están menos controladas, pero parecen desacoplarse de las de cerca de la superficie, y el ozono se ve más fácilmente influido por la variabilidad climática. Por tanto, no sabemos si el aumento del ozono observado en la troposfera superior se atribuye al ser humano, ni en qué medida."
Una señal humana en medio del ruido climático
Yu y Fiore se preguntaron si una "huella digital" humana en los niveles de ozono, causada directamente por las actividades humanas, podría ser lo suficientemente fuerte como para ser detectable en las observaciones por satélite en la troposfera superior. Para detectar esa señal, los investigadores debían saber qué buscar.
Para ello, recurrieron a simulaciones del clima terrestre y de la química atmosférica. Siguiendo planteamientos desarrollados en la ciencia del clima, razonaron que si podían simular una serie de posibles variaciones climáticas en las últimas décadas, todas ellas con idénticas fuentes humanas de emisiones de precursores del ozono, pero comenzando cada una con una condición climática ligeramente diferente, entonces cualquier diferencia entre estos escenarios debería deberse al ruido climático. Por inferencia, cualquier señal común que surgiera al promediar los escenarios simulados debería deberse a causas antropogénicas. Esta señal sería una "huella dactilar" del ozono de origen humano, que el equipo podría buscar en observaciones reales por satélite.
Con esta estrategia en mente, el equipo realizó simulaciones utilizando un modelo climático químico de última generación. Utilizaron varios escenarios climáticos, desde 1950 hasta 2014.
A partir de las simulaciones, el equipo observó una señal clara y común en todos los escenarios, que identificó como una huella humana. A continuación, se fijaron en los productos del ozono troposférico derivados de múltiples instrumentos a bordo del satélite Aura de la NASA.
"Sinceramente, pensaba que los datos del satélite iban a ser demasiado ruidosos", admite Fiore. "No esperaba que el patrón fuera lo bastante robusto".
Pero las observaciones por satélite que utilizaron les dieron una oportunidad bastante buena. El equipo examinó los datos de ozono troposférico superior derivados de los productos satelitales, de los años 2005 a 2021, y descubrió que, efectivamente, podían ver la señal de ozono de origen humano que predecían sus simulaciones. La señal es especialmente pronunciada sobre Asia, donde la actividad industrial ha aumentado significativamente en las últimas décadas y donde la abundante luz solar y los frecuentes fenómenos meteorológicos transportan la contaminación, incluido el ozono y sus precursores, a la troposfera superior.
Yu y Fiore tratan ahora de identificar las actividades humanas concretas que están provocando el aumento del ozono en la troposfera superior.
"¿De dónde procede esta tendencia al alza? ¿De las emisiones cercanas a la superficie procedentes de la combustión de combustibles fósiles en motores de vehículos y centrales eléctricas? ¿De los aviones que vuelan en la troposfera superior? ¿De la influencia de los incendios forestales? ¿O una combinación de todas ellas?". afirma Fiore. "Ser capaz de separar los impactos causados por el hombre de las variaciones climáticas naturales puede ayudar a informar las estrategias para abordar el cambio climático y la contaminación del aire".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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