Nubes estratosféricas polares y su seguimiento a través de modelos y ozonosondeos en Ushuaia y Belgrano II

Abstract

Las Nubes Estratosféricas Polares (NEP) son los reservorios principales para los compuestos de cloro y bromo, que son parte de los destructores de la capa de ozono en la Antártida. Estas se forman al inicio del invierno austral, a mediados del mes de mayo, dentro del vórtice polar y después, al aparecer la radiación solar en la primavera, estas nubes liberan el cloro activo para la destrucción de ozono en la estratosfera, generando de esta manera el llamado agujero de ozono. A través de los modelos MERRA-2 y BASCOE es posible tener un seguimiento y monitorear la formación de las NEP. Durante este proceso, se observa como el ácido nítrico y clorhídrico generan estas nubes, clasificándolas como tipo I y II, dependiendo de la temperatura fría de la estratosfera. Estas dan paso a la generación de ácido nítrico tri-hidratado (NAT) y si se congelen aún más, se forman partículas de hielo a las cuales son las de tipo II. Posteriormente, estas nubes liberan los compuestos de cloro que dimerizan y destruyen al ozono (ClOx = ClO + Cl2O2). A este paso se le da el nombre de activación química del vórtice polar. Este mecanismo de reacciones de los radicales libres, son parte de ciclos catalíticos de destrucción del ozono que hay en la atmosfera. Algunos de los eventos naturales como erupciones volcánicas que emiten aerosoles y vapor de agua a la estratosfera permiten un mejor y más eficiente crecimiento de las NEP. A través de los programas de ozonosondeos que, se encuentran instalados en puntos de medición, tal es el caso de la estación GAW-Ushuaia y la Estación Antártica Belgrano II, una afuera y otro adentro del vórtice polar, respectivamente. Además de observar con perfiles de temperatura, un posible calentamiento súbito estratosférico que va a favorecer que el agujero de ozono no crezca o se vaya inhibiendo con el tiempo, tal fue el caso del año 2023, el cual se presentó un calentamiento súbito estratosférico que si bien no fue tan importante, fue lo suficiente para inhibir la producción de las NEP y en consecuencia detuvo la destrucción de ozono como se venía observando.

The Polar Stratospheric Clouds (PSC) are the main reservoirs for chlorine and bromine compounds, which are part of the ozone layer destroyers in Antarctica. These form at the beginning of the southern winter, in the middle of May, within the polar vortex, and then, when solar radiation appears in the spring, these clouds release active chlorine for ozone destruction in the stratosphere, thus generating the so-called ozone hole. Through the MERRA-2 and BASCOE models, it is possible to track and monitor the formation of PSC. During this process, it is observed how nitric and hydrochloric acid generate these clouds, classifying them as type I and II, depending on the cold temperature of the stratosphere. These give way to the generation of tri-hydrated nitric acid (NAT), and if they freeze further, ice particles are formed, which are type II. Subsequently, these clouds release chlorine compounds that dimerize and destroy ozone (ClOx = ClO + Cl2O2). This step is called chemical activation of the polar vortex. This mechanism of free radical reactions is part of catalytic cycles of ozone destruction in the atmosphere. Some of the natural events like volcanic eruptions that emit aerosols and water vapor into the stratosphere allow for better and more efficient growth of PSC. Through ozone sounding programs that are installed at measurement points, such as the GAW-Ushuaia station and the Belgrano II Antarctic Station, one outside and the other inside the polar vortex, respectively. In addition to observing with temperature profiles, a possible sudden stratospheric warming that will favor the ozone hole not growing or being inhibited over time, such was the case in 2023, which presented a sudden stratospheric warming. Although it was not so important, it was enough to inhibit the production of PSC and consequently stopped the destruction of ozone as had been observed