Agencia Estatal de Meteorología

La Organización de Naciones Unidas proclamó este día en conmemoración de la firma
en 1987 del Protocolo de Montreal en el que los países, tras el descubrimiento en 1985
del agujero de ozono sobre la Antártida, reconocieron la necesidad de reducir de forma
drástica la producción y el consumo de los llamados compuestos clorofluorocarbonados
(CFCs) y diversos halones por ser éstos los causantes principales de la reducción de la
capa de ozono.
Posteriormente, en las diversas reuniones de seguimiento del Protocolo que tuvieron
lugar en Londres (1990), Copenhague (1992), Viena (1995), Montreal (1997) y Pekín
(1999) los calendarios fueron ajustados para acelerar la fase de prohibición de CFCs y
halones y se añadieron nuevos compuestos a la lista de productos peligrosos para la
capa de ozono. Actualmente existen 96 compuestos químicos controlados por el
protocolo de Montreal o por alguna de las ampliaciones.
El Protocolo de Montreal constituye un ejemplo de cómo la colaboración entre la
comunidad científica y los dirigentes políticos puede dar una respuesta eficaz a una
amenaza medioambiental de ámbito global.
Sin la puesta en marcha del Protocolo de Montreal, en el año 2050 el adelgazamiento de
la capa de ozono sería tal que en el hemisferio norte la cantidad de radiación ultravioleta
UV-B capaz de alcanzar la superficie terrestre se habría doblado y en el hemisferio sur se
habría cuadruplicado.
La cantidad de compuestos químicos peligrosos para la capa de ozono se habría
multiplicado por cinco y esperaríamos 1,5 millones más de casos de cáncer de piel, 19
millones más de otros tipos de cáncer y 130 millones más de casos de cataratas oculares.
La figura 1 presenta el número de muertes que se conseguirá evitar gracias a la
aplicación del Protocolo de Montreal.

El Protocolo de Montreal ha conseguido reducir de forma muy notable el uso de sustancias peligrosas para la capa deozono pasando, por ejemplo, de una producción de CFCs de 1,1 millones de toneladas en 1986 a 0,07 millones de toneladas en 2004.

Se espera que hacia el año 2100 los valores de ozono sean ligeramente superiores quelos de 1980.Mecanismo de formación del agujero de ozono. El ozono es un gas que se encuentra de forma natural en la atmósfera y que resultatóxico para el hombre (se le considera uno
más de los contaminantes en la troposfera).

La molécula de ozono consta de tres átomos de oxígeno. Su importancia radica en la capacidad de este gas de absorber las radiaciones ultravioletas (UVB) que resultan muy perjudiciales para la vida en la Tierra.
En la atmósfera terrestre, la mayor parte del ozono atmosférico (en torno al 90%) se
encuentra en la estratosfera. El restante 10% se sitúa en la troposfera.
En la estratosfera existe una zona donde se concentra el ozono. A esa zona se la
conoce como capa de ozono. La altura a la que se encuentra depende de la latitud y de
la época del año. Sobre la Península Ibérica esta altura oscila entre los 21 y los 25 km.
En la Antártida se detectó en los años 80 un fenómeno que consistía en un
adelgazamiento de la capa de ozono que se producía al comienzo de la primavera
austral. Lo mismo, aunque de una forma más atenuada, se detectó en el Polo Norte.
El proceso por el que se produce es el siguiente: durante la noche antártica las
temperaturas en la estratosfera experimentan un descenso considerable hasta niveles
de -78º C o inferiores. Por debajo de esta temperatura pueden formarse las llamadas
nubes estratosféricas polares que contienen moléculas de agua (H2O) y ácido nítrico
(HNO3).
Al llegar la primavera antártica (hacia el mes de septiembre), la radiación solar vuelve a
incidir sobre la zona polar austral y produce en la superficie de las partículas que forman
estas nubes estratosféricas polares la activación de los compuestos halogenados
inocuos para el ozono (HCl, HBr,…) que se transforman en compuestos químicamente
activos (ClO, BrO,…) capaces de destruir moléculas de ozono (O3). De hecho, estos
compuestos activos (ClO, BrO,…) actúan como catalizadores, lo que quiere decir que
una sóla molécula de ClO puede llegar a destruir miles de moléculas de ozono hasta
que resulta neutralizada por una molécula de NO2.
Además, si la temperatura desciende por debajo de -85º C, las partículas nubosas
crecen tanto que no son capaces de flotar en la estratosfera y caen. Esto lleva consigo
una disminución del ácido nítrico (HNO3) en la estratosfera y, por tanto, una disminución
del NO2 que es el único compuesto capaz de neutralizar las moléculas de ClO y BrO.
De este modo, la extensión del agujero de ozono no sólo depende de la concentración
de compuestos halogenados en la estratosfera sino también de las condiciones
meteorológicas experimentadas por la estratosfera antártica durante el invierno austral.
Se considera agujero de ozono el área con una concentración de ozono inferior a 220
unidades Dobson (DU).

Lo que hoy sabemos acerca del ozono

El pasado mes de agosto, la Organización Meteorológica Mundial y el Programa de
Naciones Unidas para el Medio Ambiente hicieron público el Informe Científico sobre la
disminución del ozono atmosférico que prepara el Panel Científico de Validación del
Protocolo de Montreal cada cuatro años.
A día de hoy, la hipótesis que se hizo sobre el origen antropogénico del adelgazamiento
de la capa de ozono parece haberse confirmado. Las concentraciones conjuntas de las
sustancias perjudiciales para la capa de ozono continúan disminuyendo desde sus
valores máximos alcanzados en el periodo 1992-1994. Las sustancias con vida media
más corta son las que más han disminuido (por ejemplo, el metilcloroformo). En los
próximos años serán los compuestos de vida media más larga los que empezarán a
disminuir.
La gravedad de los agujeros de ozono antárticos no ha crecido desde final de los años
noventa. Desde el año 2000, los niveles de ozono han sido mayores que los años
precedentes, aunque esto obedece a cambios en las condiciones atmosféricas más que
a una disminución en la concentración de sustancias peligrosas para la capa de ozono.
La disminución de ozono en el Ártico está sujeta a una variabilidad anual elevada,
controlada por las condiciones meteorológicas. En los últimos años parece que existe
una tendencia a darse las condiciones para una pérdida de ozono más elevada, con
inviernos muy fríos que facilitan la formación de nubes estratosféricas polares. La razón
para ello no está clara, aunque podría relacionarse con una variabilidad natural a largo
plazo o con algún mecanismo dinámico de origen desconocido.
En cuanto al ozono extrapolar (60ºS – 60ºN), la disminución en la concentración de
ozono que se observó en los años 90 se ha detenido y los valores entre 2002 y 2006
son similares a los observados en el periodo 1998-2002.
Se piensa que en el futuro es improbable una disminución del ozono por debajo de los
niveles de los años noventa en las zonas extrapolares, mientras que el agujero de
ozono antártico continuará produciéndose durante décadas. La recuperación de los
niveles de ozono existentes hacia 1980 se alcanzará, de acuerdo con los últimos datos,
hacia 2060-2075, retrasándose entre 10 y 25 años respecto a las previsiones anteriores
del año 2002 y no se espera que los niveles de ozono mejoren de forma significativa en
las próximas dos décadas. En el Ártico, se esperan pérdidas de ozono elevadas durante
los inviernos de los próximos 15 años
El cambio climático también puede influir en la cantidad de radiación ultravioleta que
alcanza la superficie terrestre, a través de cambios en la nubosidad y en el albedo
(capacidad de reflejar radiación) de la atmósfera. Conforme los niveles de sustancias
peligrosas para el ozono vuelvan a la normalidad, serán estos efectos los que
dominarán los cambios en la radiación UV que llega a la superficie. En cualquier caso,
todavía queda mucho por comprender de las relaciones existentes entre niveles de
ozono y cambio climático.
El ozono y la radiación ultravioleta
Ya hemos mencionado que el ozono estratosférico es capaz de absorber la radiación
ultravioleta UVB que es biológicamente dañina, no sólo para las personas y los
animales sino también para la agricultura, bosques, ecosistemas acuáticos y materiales
que se encuentran expuestos a dicha radiación.
Las medidas en estaciones que se encuentran situadas en lugares libres de
contaminación indican que los niveles de radiación en la zona ultravioleta han
disminuido desde los años 90, de acuerdo con el aumento de los niveles de ozono que
se han observado. Sin embargo, existen algunas estaciones del hemisferio norte en las
que los niveles de ozono se siguen incrementando como consecuencia de otros
factores que afectan a la radiación ultravioleta.
Fuera de las zonas polares, la disminución de ozono es pequeña y por lo tanto resulta
difícil separar los incrementos en la radiación UV debidos a la disminución del ozono de
los debidos a otros factores como cambios en la nubosidad o en el aerosol atmosférico.

En la Antártida, durante el mes de octubre se han observado ocasionalmente aumentos
puntuales superiores al 300 %.
En Alaska y en Europa los aumentos son menores. La figura 3 nos muestra los
incrementos en la radiación ultravioleta anual que se han producido en el continente
europeo en el periodo 1980-1997.
Los datos se han obtenido utilizando datos del instrumento satelital TOMS en
condiciones de cielo despejado.

La situación actual del agujero de la capa de ozono en la Antártida (2006)

Los datos de los que se dispone muestran que las temperaturas a 19 km del suelo (70
hPa) en el área polar austral (60º S – 90º S) han sido similares a la media durante mayo
y junio y muy inferiores a la media en julio y agosto. Desde el 17 de julio existen
condiciones para la formación de nubes estratosféricas polares en un área
significativamente mayor que la media de los últimos años.

El tamaño de la zona estratosférica en la que se han alcanzado temperaturas muy bajas está relacionado con el área del agujero de ozono, pero también influyen otros factores como la cantidad de vapor de agua y de ácido nítrico. La figura 4 muestra como ladestrucción de ozono ha comenzadoen las zonas en las que la luz solar ya está llegando.
Vemos como se alcanzan concentraciones por debajo de 225 DU (unidades Dobson) en
estas zonas. El mapa corresponde al 22 de agosto de 2006.
El área del agujero de ozono formado este año ha crecido de forma mucho más rápida
que en los últimos años y ha llegado a alcanzar niveles de máximo de los últimos 10
años, aunque los últimos días muestran una disminución de la superficie del agujero
hasta niveles próximos a la media. Resulta temprano para dar un pronóstico de cómo va
a evolucionar el agujero de ozono a lo largo de la primavera austral.
La figura 5 nos muestra el área cubierta por el agujero de ozono sobre el hemisferio sur.
La línea roja corresponde al año actual, la verde al año 2003 (que fue uno de los más
fuertes de los últimos años) y la línea azul al año pasado. Las dos líneas negras
continuas corresponden al máximo y al mínimo de los últimos 10 años y la línea negra a
puntos al promedio de los últimos 10 años. Claramente nos encontramos por encima de la media de la década. Los datos corresponden al 7 de septiembre.

La vigilancia de la capa de ozono en el Instituto Nacional de Meteorología
El Instituto Nacional de Meteorología comenzó su programa de observación de la capa
de ozono a finales de la década de los ochenta, con la puesta en funcionamiento de un
espectrofotómetro Brewer en su sede central en Madrid. En la actualidad la red de
espectrofotómetros Brewer operada por el INM se extiende por el territorio nacional,
vigilando de forma continua la columna total de ozono en La Coruña, Zaragoza, Madrid,
Murcia, Izaña (Tenerife) y Santa Cruz de Tenerife. Los equipos de estas estaciones
funcionan de forma coordinada con el instalado en El Arenosillo (Huelva), propiedad del
Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).
Las instalaciones del INM en el Observatorio Atmosférico de Izaña (Tenerife),
constituyen el Centro de Calibración de ozono de la red de espectrofotómetros Brewer
de Europa. El INM también presta apoyo a otros países (Marruecos y Uruguay) en la
reparación y calibración de instrumentos Brewer. El Observatorio Atmosférico de Izaña
también forma parte de la “Network for the Detection of Atmospheric Composition
Change (NDACC)”, cuyo principal objetivo es detectar y estudiar cambios en ozono
estratosférico y en los compuestos relacionados, y calibrar instrumentos que miden
ozono a bordo de satélites.
En marzo de 1992, el INM comenzó a medir el perfil atmosférico de ozono mediante la
realización de sondeos semanales en su sede central de Madrid. En la actualidad, el
programa de observación del contenido de ozono atmosférico con equipamiento
terrestre del INM, incluye la realización de ozonosondeos semanales en Madrid y Santa
Cruz de Tenerife (NDACC) y la operación de la red nacional de espectrofotómetros
Brewer.

Los datos obtenidos son ampliamente difundidos y se envían regularmente al Centro Mundial de Datos de Ozono (Canadá) y contribuyen a la
confección de los mapas de espesor total de ozono en el hemisferio norte que confecciona diariamente la Universidad de Tesalónica (Grecia)
por encargo de la Organización Meteorológica Mundial.

En la figura 6, se presenta el ozonosondeo realizado en Madrid-Barajas el pasado día 6 de septiembre de 2006. La máxima concentración de ozono se encuentra en torno a 25km.
Para complementar las medidas de ozono atmosférico, el INM mantiene operativa una
red nacional de medida de radiación ultravioleta que en la actualidad consta de más de
veinte sensores de radiación UVB en banda ancha. Asimismo, el INM ejecuta
diariamente un modelo de predicción del índice ultravioleta (UVI) para cielo despejado.
Este modelo está siendo implantado en Uruguay por la Dirección Nacional de
Meteorología de este país en colaboración con el INM.

El INM, en colaboración con el INTA, el Centro Austral de Investigaciones Científicas
(Argentina), la Dirección Nacional del Antártico (Argentina) y el Instituto Meteorológico
de Finlandia opera una red permanente (Ushuaia y bases antárticas de Marambio y
Belgrano) de instrumentos para la vigilancia de la capa de ozono y la radiación UV. En
esta misma región participa actualmente en el proyecto de investigación del Plan
nacional de I+D EGEO (Estudio de la GEnesis del agujero de Ozono y sus
implicaciones sobre la radiación UV). Asimismo, y en el marco de las actividades
científicas del Año Polar Internacional, participa en dos proyectos internacionales (Polar-
AOD y Oracle-O3).
Los instrumentos de observación a bordo de satélites permiten la observación de la
capa de ozono con una frecuencia de muestreo espacial y temporal regular sobre el
globo. Sus medidas han sido fundamentales para observar la evolución del contenido
de ozono en la atmósfera tanto en las zonas polares como en las áreas geográficas
donde no se dispone de instrumentación terrestre.
El INM representa a España en la Organización Europea de Explotación de Satélites
Meteorológicos EUMETSAT, que próximamente pondrá en funcionamiento el
instrumento GOME 2, a bordo del satélite polar meteorológico MET-OP que está
previsto que sea lanzado el próximo día 7 de octubre de 2006. GOME 2 es un
espectrómetro de resolución media en el rango visible y ultravioleta del espectro que
permitirá un control diario de los niveles de ozono total en la columna y perfiles
verticales de ozono además de otros constituyentes atmosféricos relacionados con la
destrucción del ozono. GOME 2 complementará a otros instrumentos satelitales
actualmente operativos, capaces de medir el contenido de ozono atmosférico como OMI
(Ozone Monitoring Instrument) que se encuentra a bordo del satélite norteamericano
AURA.
El Centro Europeo de Predicción a Plazo Medio, CEPPM, es una organización europea
de gran prestigio en el campo de la modelización atmosférica en el que el INM y los
servicios meteorológicos nacionales europeos, son representantes de cada país
miembro. Las salidas de los modelos numéricos meteorológicos que ejecuta
rutinariamente son fundamentales para elaborar los pronósticos operativos en casi
todos los servicios meteorológicos nacionales de Europa. Asimismo, sus análisis,
descripciones del estado de la atmósfera en un instante dado, son herramientas
fundamentales para vigilar las condiciones meteorológicas que se producen en la
Antártida y que condicionan enormemente las características del agujero de ozono que
se viene produciendo cada año en la primavera austral. Recientemente, el Consejo del
CEPPM aprobó, con el apoyo de España, la modificación del texto de su convención
para incluir entre sus objetivos el desarrollo y operación de modelos globales de
vigilancia y predicción que incluyeran la composición química atmosférica. El contenido
de ozono ha sido la primera variable química analizada y pronosticada por el modelo del
CEPPM. Actualmente, en dicho centro se están llevando a cabo importantes desarrollos
para incorporar más especies químicas de efecto invernadero y aerosoles, y para
acoplar modelos globales de transporte químico que permitirán el pronóstico de otros
gases reactivos.

Conclusiones

El trabajo llevado a cabo en las últimas tres décadas de investigación nos ha llevado a
un nivel de comprensión más profundo de la interacción entre la actividad humana y la
capa de ozono. La principales conclusiones son:
1.- Nuestra hipótesis de que las sustancias antropogénicas peligrosas para el ozono han sido las responsables principales del adelgazamiento de la capa de ozono se havisto reforzada.
2.- El Protocolo de Montreal está funcionando. Existen evidencias claras de que las sustancias peligrosas para el ozono están disminuyendo y se empiezan a notar los primeros signos de una recuperación del ozono estratosférico.
3.- La recuperación de la capa de ozono de los efectos de las sustancias peligrosas se prolongará durante todo el siglo XXI y sealargará algo respecto a las previsiones anteriores realizadas en el año 2002.
4.- El incumplimiento del Protocolo de Montreal puede retrasar o incluso evitar la recuperación de la capa de ozono.
5.- Debemos entender la conexión entre desaparición de ozono y cambio climático para poder realizar previsiones de concentraciones futuras de ozono.

Para saber más:

Organización Meteorológica Mundial : Página web sobre el ozono del Programa de
Vigilancia Atmosférica Global
http://www.wmo.ch/web/arep/ozone.html
Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente. OzoneAction .
Día Mundial del Ozono 2006
http://ozone.unep.org/Events/ozoneday-2006.asp
Incluye un breve resumen con información sobre la capa de ozono y los protocolos para
su preservación (Backgrounder)