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Los cierres locales provocaron reducciones rápidas del ozono global

Horizonte en Denver
Un nuevo estudio encuentra que la reducción de la quema de combustibles fósiles debido a los cierres en ciudades estadounidenses y asiáticas provocó una caída global en la contaminación por ozono.
Pond5

Al tiempo que la pandemia de coronavirus ralentizó el comercio mundial a principios de 2020, las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) -que crean ozono, un peligro para la salud humana y el clima- disminuyeron un 15% a nivel mundial, con reducciones locales de hasta el 50%, según un estudio liderado por científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California. Como resultado de las emisiones más bajas de NOx, para junio de 2020 los niveles globales de ozono habían caído a un nivel que los legisladores pensaban que tardarían al menos 15 años en alcanzarse por medios convencionales, como las regulaciones.

El estudio, publicado el 9 de junio en Science Advances, muestra que las tecnologías innovadoras y otras soluciones destinadas a reducir los NOx a nivel local tienen el potencial de mejorar rápidamente la calidad del aire y el clima a nivel mundial.

El ozono nos protege de la radiación solar destructiva cuando está muy por encima de la Tierra en la estratósfera. Más cerca del suelo, sin embargo, tiene otros impactos duraderos. Se estima que el ozono en la superficie causó 365 000 muertes en todo el mundo en 2019 al dañar los pulmones de personas vulnerables, como niños pequeños y personas con asma. De manera similar, daña los sistemas respiratorios de las plantas -su capacidad de fotosíntesis-, lo que reduce su crecimiento y el rendimiento de los cultivos. Y en la parte superior de la tropósfera, es un potente gas de efecto invernadero que aumenta las temperaturas globales.

Cuando comenzaron los cierres por la pandemia, los científicos tuvieron una oportunidad sin precedentes de estudiar cómo la actividad humana interactúa con los procesos del sistema natural de la Tierra a escalas regionales y globales. Un equipo de investigadores internacionales, dirigido por el científico de JPL Kazuyuki Miyazaki, aprovechó esta oportunidad para investigar los dos óxidos principales de nitrógeno: óxido de nitrógeno y dióxido de nitrógeno, denominados colectivamente NOx. Trazaron la cadena de eventos desde la reducción de la quema de combustibles fósiles durante los cierres hasta la reducción de las emisiones locales de NOx y, finalmente, la reducción de la contaminación del ozono troposférico global. Cuanto más estricto era el cierre impuesto por una nación, mayor era la reducción de las emisiones. Por ejemplo, los pedidos de China para quedarse en casa a principios de febrero de 2020 produjeron una caída del 50% en las emisiones de NOx en algunas ciudades en unas pocas semanas; la mayoría de los estados de EE. UU. lograron una caída del 25% más tarde, durante la primavera boreal.

El resultado total de la reducción de las emisiones de NOx fue una caída del 2% en el ozono global: la mitad de la cantidad que se esperaba que produjeran en el correr de 30 años los controles de emisión de NOx más agresivos considerados por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, el organismo autorizado de expertos internacionales en el clima.

Las reducciones de ozono a partir de la reducción de las emisiones de NOx se extendieron rápidamente por todo el mundo y desde la superficie hacia arriba más de 10 kilómetros (6 millas). “Me sorprendió mucho lo grande que fue el impacto en el ozono global”, dijo la científica del JPL Jessica Neu, coautora del nuevo estudio. "Esperábamos una respuesta más local en la superficie", agregó.

Las reacciones que transforman el NOx en ozono requieren luz solar y dependen de muchos factores adicionales, como el clima y qué otros productos químicos hay en el aire. Estos factores interactúan de tantas formas que, en algunas circunstancias, la reducción de las emisiones de NOx en realidad aumenta el ozono. Por lo tanto, los investigadores no pueden comprender ni predecir las concentraciones de ozono solo a partir de los datos de emisiones de NOx. Eso requiere un análisis más completo, como este estudio.

Los investigadores utilizaron mediciones de NOx, ozono y otros gases atmosféricos de cinco satélites de observación de la Tierra de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA). Integraron las múltiples observaciones satelitales en cuatro modelos numéricos de reacciones químicas atmosféricas y clima, utilizando un sistema de análisis de datos desarrollado en JPL. Descubrieron que los cambios en las atmósferas de los modelos coincidían bien con las observaciones satelitales y reproducían aumentos y disminuciones conocidos en las emisiones a medida que las regiones entraban y salían de cierres por la emergencia sanitaria. Estos hallazgos indican que tanto las emisiones de NOx como el ozono global volverán a subir a medida que la economía mundial se acelere.

“Me alegré mucho de que nuestro sistema de análisis pudiera capturar los cambios detallados en las emisiones en todo el mundo”, dijo Miyazaki y añadió: "La naturaleza desafiante y sin precedentes de este trabajo es un testimonio de las mejoras en el monitoreo satelital al servicio de las necesidades de la sociedad". Esta nueva capacidad de combinar múltiples tipos de observaciones y modelos satelitales ya está permitiendo una nueva comprensión de la atmósfera de la Tierra y cómo la misma está cambiando.

El equipo de investigación también incluyó a científicos de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre en Yokohama, la Universidad de Nagoya en Japón y el Real Instituto Meteorológico de los Países Bajos en De Bilt.

Escrito por Carol Rasmussen

Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.