El creciente papel del ozono en el cambio climático
Ramiro Checa-Garcia, Chercheur au CNRS, Institut Pierre-Simon Laplace, Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement., Sorbonne Université
El ozono es conocido por filtrar la radiación ultravioleta en las capas altas de la atmósfera. Sin embargo, también es un contaminante importante en la troposfera y uno de los gases de efecto invernadero que más contribuye al calentamiento global. Tan solo lo superan el CO2 y el CH4.
En los últimos años, los avances en las mediciones y en los modelos del clima que describen los procesos químicos de la atmósfera han permitido cuantificar con mayor detalle el papel de este compuesto en el cambio climático.
Distribución del ozono en la atmósfera
Sabemos que la mayor cantidad de ozono se encuentra en la estratosfera, la capa de la atmósfera situada entre 10 y 50 km de altura. Allí el ozono es beneficioso para la biosfera al filtrar la radiación ultravioleta durante la cadena de procesos fotoquímicos complejos que lo producen.
Los investigadores que describieron esta cadena de reacciones químicas del ozono recibieron el Premio Nobel en 1995.
Además, se descubrió cómo los CFC (clorofluorocarbonos) producidos en la industria participan en reacciones catalíticas de destrucción de ozono. Esto derivó en el protocolo de Montreal (1989) para limitar sus emisiones, un paso clave para reconocer que la actividad humana está cambiando la composición atmosférica.
Recientemente, se abrió el debate en la revista Nature acerca del cumplimiento o no de dicho protocolo por varios países al medirse concentraciones crecientes de CFC-11 en la atmósfera en lugar de decrecientes. Por otro lado, un estudio realizado en la Universidad de Cambridge ha revelado posibles impactos del protocolo de Montreal en el ozono troposférico.
Sin embargo, el ozono en las capas bajas de la atmósfera no ha recibido el mismo nivel de atención mediática.
La mayor fuente de ozono troposférico es la oxidación de componentes orgánicos volátiles y monóxido de carbono. Estos compuestos proceden, entre otras fuentes, de motores de combustión y de las emisiones industriales. La contribución por transporte desde la estratosfera es mucho menor. El ozono troposférico depende, por tanto, del patrón de emisiones de sus precursores en la superficie.
El ozono en la troposfera es, además, un contaminante que afecta muy negativamente a nuestra salud. También afecta a la biosfera al dañar la vegetación y reducir su capacidad para la fotosíntesis.
Otro efecto colateral de este compuesto es que disminuye la capacidad de absorción de CO2 de los ecosistemas, con el consiguiente impacto negativo en el clima. Pero además es un potente gas de efecto invernadero: el aumento de su concentración en la atmósfera contribuye al calentamiento global.
Contribución al cambio climático
La Tierra está en un estado de equilibrio transitorio en su intercambio de energía con exterior. Si incrementamos una determinada sustancia en la atmósfera, como el ozono, ese equilibrio cambia. Y ello deriva en consecuencias para el clima.
Uno de los objetivos clave para el análisis del cambio climático es la cuantificación de ese cambio en el balance energético. Este se realiza mediante un concepto clave llamado forzamiento radiativo, que ha sido un elemento central en los diferentes informes del IPCC (Panel Intergubernamental del Cambio Climático).
El forzamiento radiativo –en ocasiones también llamado forzamiento climático– permite comparar en una misma escala los cambios producidos por diferentes sustancias: dióxido de carbono, metano, ozono… (véase la primera figura). Ese forzamiento radiativo se puede traducir a cambios en la temperatura superficial global.
Basándose en modelos climáticos que incorporan las reacciones químicas de producción de ozono atmosférico, se ha podido constatar un creciente papel del ozono tropósferico en el cambio climático.
En el último informe del IPCC se ha estimado un forzamiento radiativo de gases de efecto invernadero que, sin incluir el ozono, es cercano a 3 W/m2. La contribución del ozono en la troposfera se estima entorno a 0,4 W/m2, una cifra muy relevante.
Un impacto creciente
La figura que sigue a este párrafo nos muestra que se ha incrementado de manera continua el papel del ozono troposférico en el calentamiento global. Esto es debido a un crecimiento continuo y sostenido de las concentraciones globales de ozono troposférico (desde una etapa preindustrial hasta el presente).
Además, los cambios en las concentraciones de ozono superficial en cada uno de los hemisferios terrestres son diferentes. El hemisferio norte contribuye en mayor medida al crecimiento en las concentraciones debido a la alta emisión de precursores antropogénicos.
Las diferencias geográficas y estacionales se pueden apreciar en las estimaciones obtenidas por el satélite Aura, que muestran una banda con altas concentraciones en China, Europa y Norteamérica.
En resumen, la contribución del ozono troposférico al cambio climático es creciente. Sus precursores antropogénicos, implicados en el aumento de su concentración, se producen por motores de combustión, emisiones industriales y determinados solventes químicos. Las medidas dedicadas a paliar la contaminación atmosférica y mejorar la calidad del aire son, por tanto, determinantes para abordar la situación de emergencia climática en la que nos encontramos.