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Alta Atmósfera
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El agujero de la capa de ozono y el calentamiento global
Cuando se habla de problemas medioambientales, la gente tiende a relacionar el agujero de la capa de ozono con el calentamiento global. El hecho es éste: El agujero de la capa de ozono no es una consecuencia directa del calentamiento global; el calentamiento global no es una consecuencia directa del agujero de la capa de ozono. Pero realmente todos los factores del sistema climático están ligados; aquí también podemos encontrar algunas conexiones.
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1. No hay una relación directa entre el agujero de la capa de ozono y el efecto invernadero. Las emisiones de la combustión de combustibles fósiles (CO2) conducen al efecto invernadero, pero no a la formación del agujero de la capa de ozono.
Imagen por: Elmar Uherek
Tamaño completo: 75 K
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El gran malentendido
Mucha gente nunca ha oído hablar en el colegio del sistema climático ya que esta rama de investigación es bastante nueva. Por ello no es sorprendente que los dos mayores retos que dominan los titulares de la prensa sean a menudo mezclados: el calentamiento global y el agujero de la capa de ozono.
El hecho de que cada vez más y más coches circulen en nuestro planeta y quemen más combustible, o que cada vez se consuman mayores cantidades de energía de productos derivados del petróleo en casas e industrias no fue la razón de la formación del agujero de la capa de ozono. Por otro lado, la formación del agujero de la capa de ozono no conduce al calentamiento global.
Ambos, tanto el agujero de la capa de ozono como el calentamiento global, son fenómenos que han sido causados por la influencia humana en el sistema atmosférico.
Pero hay más relaciones indirectas ...
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¿Dónde están las relaciones?
El calentamiento global es un fenómeno cuyos mayores impactos aparecen en la vida humana en la troposfera. La capa atmosférica en contacto con la superficie de la Tierra, nuestro ambiente directo, se calienta.
El agujero de la capa de ozono se forma en la estratosfera. El ozono, que actúa como un escudo frente a las radiación -UV a una altitud de unos 15-40 km, es destruído.
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Los clorofluorocarbonos CFCs juegan un papel importante en ambos procesos.
Por un lado, en la troposfera, absorben radiación infrarroja en la ventana atmosférica. Por ello, tienen un fuerte potencial de calentamiento global. Esta capacidad de absorción es una consecuencia de su comportamiento óptico.
Por otro lado, en la estratosfera, son una fuente de radicales de cloro, conduciendo a una reacción en cadena que produce la destrucción del ozono. Esto ocurre porque las moléculas de CFCs contienen átomos de cloro. Como los CFCs son muy estables, los átomos de cloro no son liberados en la troposfera, pero en la estratosfera sí se descomponen debido a la fuerte radiación -UV.
Otros gases invernadero como el CO2 o el metano no juegan un papel tan importante en la destrucción del ozono.
El agujero de la capa de ozono cambia la distribución de la radiación
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2. El diagrama de fuerza radiante muestra hasta qué punto los factores favorecen ( columnas positivas) o se oponen ( columnas negativas) al efecto invernadero. Las dos columnas de la izquierda muestran que los halocarbonos son gases de efecto invernadero y por lo tanto contribuyen al efecto invernadero antropogénico. Sin embargo, la pérdida de ozono estratosférico, se opone ligeramente al efecto invernadero y produce un enfriamiento.
Fuente: IPCC TAR 2001
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Como el ozono refleja la radiación UV-B de la Tierra y conduce a un calentamiento global en la estratosfera, puede asumirse si desaparece el ozono, se producen cambios en la distribución de la radiación total en la Tierra. De hecho, ésto es lo que ocurre. Pero la destrucción de ozono no aumenta el calentamiento global, sino que produce un pequeño enfriamiento.
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3. a) Una capa de ozono intacta refleja la mayor parte de la radiación UV del Sol y transforma su energía a radiación calorífica.
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El impacto del agujero de la capa de ozono en la distribución de la radiación
No resulta obvio que el agujero de la capa de ozono pueda incentivar la llamada " fuerza radiante negativa", produciendo un enfriamiento de la troposfera y por lo tanto contrarrestando el efecto de los gases de efecto invernadero. Lo primero que podemos pensar es: Si la capa de ozono se hace más fina, más radiación ultravioleta (principalmente del rango UV-B), alcanzará la superficie de la Tierra. Esto significa que llegará más energía desde el Sol. En efecto, esto es cierto y es la principal razón del aumento del cáncer de piel. No obstante, se produce un efecto para contarrestar.
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3. b) La capa de ozono deteriorada (las moléculas de ozono en ambas figuras en azul) absorbe sólo una pequeña fracción de la radiación UV del sol y en la baja estratosfera también menor radiación IR de la Tierra. La transferencia a energía calorífica es mucho menor. La radiación no absorbida alcanza la Tierra pero un fracción importante es dispersada, en particular desde el suelo blanco del continente antártico. Únicamente una pequeña fracción se transfiere en forma de radiación infrarroja.
Imágenes por: Elmar Uherek
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Como sabemos, la absorción de radiación UV por parte de las moléculas de ozono produce un calentamiento de la estratosfera. El calor emitido desde la estratosfera también se transfiere a la tropopausa y tiene allí un impacto de calentamiento. Además, en particular en la baja atmósfera, el ozono también actúa como un gas de efecto invernadero y absorbe radiación la infrarroja que viene de la Tierra. La reducción de esta transferencia de calor de ambas fuentes, IR y UV, a la troposfera compensa de manera excesiva la energía adicional de la radiación solar. Ésto último es parcialmente dispersado al espacio por el albedo terrestre (nubes, escudos de hielo, la luz del suelo).
La dispersión es excepcionalemente fuerte sobre la región de la Antártida, donde se produce la mayor destrucción de ozono. El suelo cubierto de nieve y hielo tiene un albedo de 0.6 a 0.8 (60%-80% de la radiación es dispersada), comparada con un valor de 0.1 de los océanos.
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El impacto del calentamiento global en el agujero de la capa de ozono
En la siguiente sección "enfriamiento estratosférico" veremos que el calentamiento global de la troposfera produce un enfriamiento en la estratosfera y por ello contribuye a la destrucción de ozono, quizá también sobre el hemisferio norte.
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Sobre esta página:
autor: Dr. Elmar Uherek - MPI for Chemistry, Mainz
supervisor científico: Dr. Christoph Brühl - MPI for Chemistry, Mainz
correector pedagógico: Michael Seesing - Uni Duisburg - 07-08-2003
última modificación: 11-05-2003
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