Rodrigo Seguel a, b, Charlie Opazo a, b y Lucas Castillo a,b
(a) Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia
(b) Departamento de Geofísica, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, U. de Chile
Edición: José Barraza, divulgador científico CR2
- Las tendencias de ozono superficial en las principales ciudades de Sudamérica aumentaron o permanecieron estables durante la última década.
- En la región Metropolitana, el ozono a nivel superficial ha aumentado desde el año 2017.
Contextualización
El Reporte de Evaluación de Ozono Troposférico (TOAR), desarrollado por el Grupo Internacional de Química Atmosférica Global (IGAC), proporciona una evaluación científica actualizada de la distribución y las tendencias globales del ozono troposférico, es decir, el que se encuentra desde la superficie del planeta hasta unos 10 a 15 kilómetros de altura aproximadamente.
La primera fase de TOAR (2014-2019) produjo una base de datos de acceso abierto con servicios web fácilmente accesibles para evaluar métricas de ozono en todos los sitios de monitoreo disponibles en el mundo, lo que brindó a la comunidad científica una primera mirada global de ozono superficial basada en observaciones.
Actualmente, TOAR se encuentra en su segunda fase (TOAR-II, 2020-2025). Cuenta con la participación de más de 150 investigadores de 31 países, quienes, a través de la formación de 16 grupos de trabajo[1], realizan una actualización de la distribución y tendencias globales de ozono troposférico, que incluye, esta vez, a sus precursores (gases que, a partir de reacciones químicas, producen ozono). Al igual que la primera fase, TOAR-II tiene como objetivo cuantificar los impactos del ozono troposférico en el clima, la salud humana y la vegetación.
Estado del conocimiento
Las últimas investigaciones señalan que la carga global de ozono troposférico ha aumentado en un 45 % desde 1850 hasta el presente, debido a las emisiones de precursores antropogénicos (Szopa et al., 2021). Además, el ozono superficial ha aumentado entre un 32 y un 71 % (datos con gran incertidumbre) en la atmósfera de zonas rurales del hemisferio norte respecto de observaciones históricas (1896-1975) (Tarasick et al., 2019). Desde mediados de la década de 1990, el ozono en la tropósfera libre (entre los 3 y 12 kilómetros de altura aproximadamente) ha aumentado su abundancia en la atmósfera[2] entre 1 y 4 nmol mol-1 por década en la mayoría de las regiones correspondientes a latitudes medias del hemisferio norte, y entre 1 y 5 nmol mol-1 por década dentro de los trópicos (datos con alta confianza) (Gulev et al., 2021).
En el caso del hemisferio sur, la estimación de tendencias de ozono ha sido obstaculizada debido a la limitada cobertura de estaciones de monitoreo, mientras que las observaciones de la columna de ozono troposférico desde mediados de la década de 1990 indican aumentos con confianza media de menos de 1 nmol mol-1 por década en latitudes medias (Cooper et al., 2020; Gulev et al., 2021).
América del Sur
En el contexto global, América del Sur es considerada por la comunidad científica como una región poco estudiada y donde rara vez se han abordado exhaustivamente las estimaciones de las tendencias de ozono. Por este motivo, el Grupo de Trabajo sobre Precursores de Ozono Troposférico concentró parte de sus esfuerzos en estimar las tendencias de ozono superficial y de sus precursores desde comienzos del siglo XXI en esta zona del mundo. Los resultados publicados en la edición especial interrevistas de Copernicus, en el año 2024, permiten concluir lo siguiente:
Las tendencias de ozono superficial en las principales ciudades de América del Sur, que cuentan con monitoreo, aumentaron o permanecieron estables, sin evidencia de disminución durante la última década.
Las tendencias al alza encontradas pueden atribuirse a regímenes fotoquímicos que transforman eficientemente a los precursores antropogénicos en productos químicos que favorecen la acumulación de ozono.
Los resultados sugieren lo que llamaremos una “penalización climática” para el ozono. Es decir, que eventos extremos tienden a causar un incremento del ozono, lo que empeora la calidad del aire. En el caso de Chile, hubo condiciones meteorológicas favorables para la propagación de incendios forestales, las que provocaron la emisión de precursores de ozono. En el caso del sur de Brasil, esta penalización se asocia a extensas olas de calor que fueron capaces de incrementar la formación de ozono troposférico (como se vio en un Análisis CR2 anterior, a mayor temperatura, mayor cantidad de ozono en la atmósfera).
Hallazgos relevantes para Chile
- En la región Metropolitana, el ozono a nivel superficial disminuyó 2 nmol mol-1 por década desde 1997 hasta 2017 (datos con una confianza muy alta). Sin embargo, a partir de 2017, la tendencia de ozono incrementó en 0.6 nmol mol-1por año (con confianza alta), lo cual representa un total acumulado de 3 nmol mol-1 en cinco años. Por lo tanto, en los últimos cinco años se ha experimentado un retroceso equivalente a 20 años de avances en la reducción de ozono (Figura 1). Este aumento en solo cinco años se explica en parte, por los veranos más cálidos, los precursores de ozono emitidos en incendios forestales, el efecto de la pandemia en las emisiones antropogénicas y el control dispar de óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles (representados en la Figura 1 por el monóxido de carbono), entre otras variables.
- La comuna de Los Andes presentó los niveles más altos de riesgo por exposición a ozono para el corto y largo plazo, con 88 y 58 nmol mol-1, respectivamente. Estos valores superaron ampliamente las métricas de corto y largo plazo recomendadas por la Organización Mundial de la Salud fijadas en 51 y 31 nmol mol-1, respectivamente (OMS, 2021).
- La estación de Tololo, ubicada en la región de Coquimbo a 2.2 km de altitud, es una de las pocas estaciones de América del Sur que cuenta con series de tiempo suficientemente extensas para evaluar cambios en la línea base de ozono. Aquí se ha observado un incremento de ozono entre 2006 y 2014 con un total acumulado de 2 nmol mol-1, lo cual, desde una perspectiva regional y hemisférica, alerta sobre cambios en el nivel base de ozono en la tropósfera del hemisferio sur.
Actividades en desarrollo: Evaluación Regional de Ozono Troposférico en América del Sur
Como una manera de continuar mejorando el conocimiento y confianza de la información en América del Sur, el Comité Directivo de TOAR-II aprobó la realización de una evaluación específica para esta región[3], cuyos objetivos buscan cerrar las brechas de información derivadas de la baja cobertura de mediciones superficiales mediante la utilización de observaciones satelitales y modelos regionales además de informar los principales riesgos y hallazgos con sus respectivas estimaciones de incertidumbre.
Referencias
Cooper, O. R., Schultz, M. G., Schröder, S., Chang, K. L., Gaudel, A., Benítez, G. C., Cuevas, E., Fröhlich, M., Galbally, I. E., Molloy, S., Kubistin, D., Lu, X., McClure-Begley, A., Nédélec, P., O’Brien, J., Oltmans, S. J., Petropavlovskikh, I., Ries, L., Senik, I., Sjöberg, K., Solberg, S., Spain, G. T., Spangl, W., Steinbacher, M., Tarasick, D., Thouret, V., & Xu, X. (2020). Multi-decadal surface ozone trends at globally distributed remote locations. Elementa, 8, 23. https://doi.org/10.1525/elementa.420.
Gulev, S.K., P.W. Thorne, J. Ahn, F.J. Dentener, C.M. Domingues, S. Gerland, D. Gong, D.S. Kaufman, H.C. Nnamchi, J. Quaas, J.A. Rivera, S. Sathyendranath, S.L. Smith, B. Trewin, K. von Schuckmann, & R.S. Vose. (2021). Changing State of the Climate System. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 287–422, doi: 10.1017/9781009157896.004.
Organización Mundial de la Salud (OMS). 2021. Global air quality guidelines. Particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide. World Health Organization, Geneva, ISBN 978-92-4- 003422-8, ISBN 978-92-4-003421-1.
Seguel, R.J., Castillo, L., Opazo, C., Rojas, N., Nogueira, T., Cazorla, M., Gavidia-Calderón, M., Gallardo, L., Garreaud, R., Carrasco-Escaff, T., & Elshorbany, Y. (2024). Changes in South American Surface Ozone Trends: Exploring the Influences of Precursors and Extreme Events. Aceptado en: Atmospheric Chemistry and Physics. DOI: https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-328.
Szopa, S., Naik, V., Adhikary, B., Artaxo, P., Berntsen, T., Collins, W.D., Fuzzi, S., Gallardo, L., Kiendler-Scharr, A., Klimont, Z., Liao, H., Unger, N., & Zanis, P. (2021). Short-Lived Climate Forcers. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 817–922, doi:10.1017/9781009157896.008.
Tarasick, D., Galbally, I. E., Cooper, O. R., Schultz, M. G., Ancellet, G., Leblanc, T., Wallington, T. J., Ziemke, J., Liu, X., Steinbacher, M., Staehelin, J., Vigouroux, C., Hannigan, J. W., García, O., Foret, G., Zanis, P., Weatherhead, E., Petropavlovskikh, I., Worden, H., Osman, M., Liu, J., Chang, K. L., Gaudel, A., Lin, M., Granados-Muñoz, M., Thompson, A. M., Oltmans, S. J., Cuesta, J., Dufour, G., Thouret, V., Hassler, B., Trickl, T., & Neu, J. L. (2019). Tropospheric ozone assessment report: Tropospheric ozone from 1877 to 2016, observed levels, trends and uncertainties. Elem Sci Anth, 7, 39. https://doi.org/10.1525/elementa.376.
Notas
[1] Grupos de trabajo actuales: Chemical Reanalysis Focus Working Group, East Asia Focus Working Group, Global and Regional Models Focus Working Group, HEGIFTOM Focus Working Group, Human Health Impacts of Ozone Focus Working Group, Machine Learning for Tropospheric Ozone, Ozone Deposition Focus Working Group, Ozone over the Oceans Focus Working Group, Ozone and Precursors in the Tropics (OPT) Focus Working Group, Radiative Forcing Focus Working Group, ROSTEES Focus Working Group, Satellite Ozone Focus Working Group, South Asia Focus Working Group, Statistics Focus Working Group, Tropospheric Ozone Precursors (TOP) Focus Working Group, Urban Ozone Focus Working Group.
[2] Presentado en fracción molar de ozono en aire.
[3] Evaluaciones (Asessments) sobre: Salud, vegetación, clima, América del Sur, África, intercambio estratósfera-tropósfera, observaciones satelitales
