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Según hemos establecido en los apartados anteriores, el total de ozono contenido sobre un punto geográfico se expresa en unidades Dobson y depende de la intensidad de la circulación Brewer Dobson, del equilibrio fotoquímico, y de los reactivos presentes en la estratosfera. Mediante instrumentos basados en satélite, que serán descritos en el Capítulo 3, es posible realizar mapas diarios del TOC con cobertura casi global. En la Figura 2.3, se muestra la composición del promedio de observaciones de total de ozono en franjas de latitud en el periodo 1979-1992 y su evolución a lo largo del año. El instrumento de observación es el Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) a bordo del satélite Nimbus-7 de la NASA y de la NOAA. Las zonas en blanco corresponden a zonas en las que el sol no ilumina ya que es preciso que haya radiación solar reflejada desde la superficie para poder obtener valores de TOC.

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Esta simple imagen contiene gran cantidad de información. Al final del invierno y principios de la primavera del hemisferio norte se puede apreciar como se alcanzan valores muy elevados en zonas cercanas al polo. Ese aire rico en ozono se va trasladando hacia el sur originando en nuestras latitudes un máximo a principios de mayo. El cinturón ecuatorial tiene valores muy bajos de ozono pero sigue también una variación anual con mínimos a principios del verano austral y mínimos al final del verano boreal.

Fig. 2.3. Promedio temporal y sobre latitud de total de ozono en columna y evolución a lo largo del año. Datos del TOMS a bordo del satélite Nimbus-7. Periodo 1978-1992. Fuente. TOMS Data set versión 8 NASA

La asimetría que presenta esta onda se refleja también en que en el hemisferio sur el máximo de ozono no está en la vecindad del polo sino que se produce sobre los 60 grados de latitud sur. Es la zona conocida como el “collarín” (“collar” en inglés), un anillo de valores muy altos de ozono que abraza el vórtice circumpolar antártico. Dentro de este vórtice, los valores de ozono decaen,

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y en las últimas décadas ha hecho su aparición el agujero de ozono. La aparición del collarín y del agujero de ozono coincide con el principio de la primavera austral.

Los gradientes latitudinales en el hemisferio en verano-otoño son mucho más suaves que los del hemisferio que está en invierno-primavera. En latitudes altas y medias, a excepción de la Antártida, los máximos se producen en primavera y los mínimos en otoño. Este fenómeno y la asimetría entre ambos hemisferios se debe a la circulación Brewer-Dobson y a la mayor estabilidad del vórtice circumpolar antártico por la presencia de amplias extensiones marinas alrededor de la Antártida, distorsionando mucho menos las circulaciones atmosféricas que en latitudes correspondientes en el hemisferio norte. La presencia de las montañas Rocosas y el vasto y elevado casquete helado de Groenlandia originan perturbaciones en el flujo que rompen con mucha más facilidad el vórtice circumpolar ártico, permitiendo el intercambio de masas de aire procedentes de latitudes más bajas.

Fig 2.4. Perfil vertical del promedio de total de ozono/km a lo largo de 1980-1989 del contenido de ozono promediado en latitud, expresado en Unidades Dobson/kilómetro Fuente. SBUV Data set versión 8 NASA

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En la Figura 2.4. Se puede ver el perfil vertical del promedio a lo largo de 1980-1989 del contenido de ozono promediado en latitud expresado en Unidades Dobson/kilómetro. En ella se aprecia el promedio de la circulación Brewer-Dobson con ascensos y valores altos de ozono alrededor de los 26 km en la zona tropical, y descensos y máximos en altura en niveles más bajos en latitudes altas.

Así pues, en términos muy generales, el máximo de concentración es más intenso y más bajo en latitudes altas que en las zonas tropicales. En latitudes medias, la época del año en que se producen los máximos es la primavera, mientras que los mínimos se producen en otoño. Además, la presencia de masas tropicales está asociada a valores inferiores y a altitudes superiores. En oposición, la presencia de masas de aire polares lleva a la aparición de concentraciones mayores y altitudes inferiores. Para ilustrar el comportamiento estacional en latitudes medias, se muestra en la Figura 2.5 los valores promedios del perfil vertical de la presión parcial de ozono sobre Madrid en los periodos primaveral y otoñal. Esta curva proviene de los valores medidos en los ozonosondeos realizados en Madrid en el periodo 1992-2002 (Gómez et al., 2004).

La curva verde muestra el promedio en el que se puede apreciar cómo en primavera el máximo está próximo a los 22 km con valores de presión parcial de ozono de 14 mPa. Sin embargo en otoño la altura a la que se encuentra el máximo es superior: 24 km, y el valor promedio de la presión parcial de ozono es de solo 12 mPa. En verano nos encontramos valores promedio de presión parcial de ozono de 13 mPa, similares a los del invierno. Sin embargo, en verano la altura del máximo se halla a 25 km y en invierno a 22 km de altura sobre el nivel del mar.

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Figura 2.5. Perfiles verticales promedios de verano e invierno de presión parcial de ozono para Madrid. Promedios entre 1992 y 2002. Tomado de Gómez y Labajo. Nota técnica nº1. Area Proyectos INM.

Finalmente, para ilustrar tanto la distribución espacial del TOC en todo el globo como para mostrar los cambios importantes ocurridos en los valores sobre la Antártida desde el final de la década de los 70 a los principios de la década de los 90 del siglo pasado, se incluyen dos imágenes globales de los datos del TOMS a bordo del Nimbus-7. La Figura 2.6 muestra la primera imagen global obtenida por dicho instrumento el día 1 de noviembre de 1978. En ella se aprecian en el hemisferio norte valores más altos conforme nos acercamos a los polos, pero también múltiples ondulaciones con entradas de aire pobre en ozono hacia latitudes más elevadas y progresiones de aire rico en ozono hacia el sur. Al ser la época de los mínimos en

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dicho hemisferio, los valores no sobrepasan los 400 UD. En el hemisferio sur se aprecian las ondulaciones de la zona de máximos (el collarín) situado en torno a la Antártida, llegando estos a valores próximos a las 500 UD. En el interior del continente, los valores decrecen sensiblemente pero no bajan en ningún momento de los 250 UD.

Fig. 2.6. Contenido total de ozono en columna medido por el TOMS del Nimbus-7 el día 1 de noviembre de 1978. Fuente: TOMS Data set versión 8 NASA

A continuación se presenta en la Figura 2.7, la situación global del total de ozono el día 1 de noviembre de 1992, 14 años más tarde. El contraste con la Figura 2.6 no puede ser más dramático. La distribución global de total de ozono contenido en columna muestra una disminución a escala mundial de los valores, probablemente como consecuencia aún de la

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erupción del volcán Pinatubo en junio de 1991. Sin embargo, el hecho más relevante es la aparición de un “agujero de ozono” sobre la Antártida, con valores inferiores a 220 UD y que abarca gran parte del continente. Con estas dos imágenes podemos ver de manera simple el efecto sobre el ozono de los gases compuestos de cloro y bromo depositados en la atmósfera por causas antropogénicas.

Fig. 2.7. Contenido total de ozono en columna medido por el TOMS del Nimbus-7 el día 1 de noviembre de 1992. Fuente: TOMS Data set versión 8 NASA