El estudio del ozono estratosférico ha sido el objeto de una atención particular desde el descubrimiento del agujero de ozono antártico a principios de la década de los 80'. El vínculo directo causa-efecto entre los componentes clorados de origen antropogénico (CFC) y la destrucción del ozono, ha sido demostrado experimentalmente desde 1987 cuando se realizó una campaña de mediciones aéreas organizada por la NASA. Actualmente es científicamente admitido que la destrucción masiva del ozono en la Antártida durante la primavera, está relacionada a las condiciones meteorológicas particularmente frías de la estratosfera polar en invierno y al aumento de los constituyentes halogenados (clorados y bromados) bajo el efecto de las actividades humanas.

El importante enfriamiento de la estratosfera en invierno conlleva a la formación de nubes estratosféricas polares. Las reacciones químicas se producen en la superficie de estas nubes transformando la mayor parte de los componentes halogenados en componentes activos susceptibles de destruir el ozono por medio de ciclos catalíticos muy rápidos, desde la reaparición del sol por encima del polo. En la Antártida, estos procesos químicos conducen a una disminución de alrededor del 60% del contenido integral de ozono en el mes de octubre, con una desaparición casi completa entre 12 y 20 km. La superficie ocupada por el agujero de ozono antártico ha aumentado regularmente en la década de los 90', llegando a 29,7 x 10⁶ km² en el año 2000. Por otra parte, las mediciones satelitales han mostrado que durante la primavera polar, la acción de las ondas planetarias desplazan el agujero de ozono hacia las regiones pobladas del hemisferio sur (América del Sur, Nueva Zelanda) aumentando puntualmente la radiación solar UV durante estos episodios en estas regiones.

En las regiones de latitudes medias, las hipótesis para explicar la disminución observada del ozono estratosférico son las siguientes:

a) dilución a escala hemisférica de las masas de aire polar que han sufrido destrucción del ozono luego de la ruptura del vórtex polar antártico
b) intensificación de los procesos de química heterogénea sobre los aerosoles estratosféricos in situ asociados al aumento de los componentes halogenados
c) cambio de la circulación atmosférica en la estratosfera relacionado a una evolución del clima global.

Desde la prohibición de los CFC, el contenido de componentes halogenados en la estratosfera es llevado a bajar en los próximos años, lo que debería inducir un aumento del ozono a escala global. Sin embargo, el crecimiento por otra parte de los gases de efecto invernadero se traduce en un enfriamiento de la estratosfera, que favorece así la formación de PSC y los procesos de destrucción del ozono. Un estudio reciente ha demostrado la correlación entre la variación interanual de la irradiancia eritémica solar y la oscilación cuasi - bienal de los vientos estratosféricos en la región tropical que influye sobre el contenido de ozono a escala hemisférica.

Uno de los objetivos de nuestras investigaciones es estudiar el balance del ozono en el hemisferio sur y cuantificar sobre una base interanual el impacto de la destrucción de ozono antártico sobre el contenido de ozono y sobre la radiación UV por encima de la Argentina. La metodología propuesta se apoya sobre la confrontación permanente entre modelos y mediciones.

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                                                       Vapor de Agua

El estudio de la evolución del vapor de agua tiene importancia particular en la problemática del efecto invernadero y en el estudio del ozono estratosférico, teniendo en cuenta el rol que juega en los procesos radiativos atmosféricos, en los procesos fisico-químicos que rigen entre el ozono y los radicales HOx y en la formación de las nubes estratosféricas polares. Las mediciones realizadas sobre este terreno y a bordo de balones, aviones y satélites, tomados en su conjunto, han revelado un aumento global del vapor de agua en la baja estratosfera y la alta troposfera de alrededor de 2 partes por millón [ppmv] en los 45 últimos años, sea alrededor de 0,05 ppmv por año. Las razones de este aumento son sin embargo muy inciertas y la base de datos que permite determinar las tendencias evolutivas del vapor de agua en esta región son incompletas.

Por esta razón, la puesta a punto de instrumentos de mediciones lidar para la vigilancia del vapor de agua es considerada una de las prioridades de la red NDSC (Network for the Detection of Stratospheric Changes). El desarrollo de un sistema tal en Argentina permitirá completar en forma eficiente la red de mediciones actual que está muy limitada en el hemisferio sur.

Una de las líneas de investigación del grupo LIDAR tiene por objetivo capturar perfiles verticales del vapor de agua en la alta troposfera (AT) y en la baja estratosfera (BE) con el fin de caracterizar correctamente los procesos de transporte y los intercambios AT-BE y comprender el balance global del vapor de agua.  

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Los aerosoles y el vapor de agua son componentes minoritarios en la atmósfera y juegan un rol fundamental en el sistema climático a escala regional y global.  Se denominan “aerosoles” a las partículas que están en suspensión en el aire y que pueden localizarse en mezclas con componentes atmosféricos en fases líquida y gaseosa. Una de las características más importantes es su distribución de tamaños. A ello pueden sumarse otras más específicas como el índice de refracción y la higroscopía. El diámetro medio de los aerosoles se ubica entre 0,01–100 mm. Su distribución en el espacio y en el tiempo es una de las variables geofísicas menos conocidas hasta el presente, ya que en general los diferentes tipos de aerosoles dependen de la ubicación geográfica, de las condiciones meteorológicas y de la circulación atmosférica en diferentes escalas.

Su origen está relacionado en ocasiones con causas naturales, como por ejemplo, el polvo proveniente de zonas áridas y semiáridas, las erupciones volcánicas, etc., y en otros casos son producidos por la actividad humana (origen antropogénico), entre ellos, la combustión de procesos industriales, la quema de bosques, entre otras. Uno de los principales impactos de la presencia de aerosoles en la atmósfera está asociado con la alteración de la transferencia radiativa terrestre dada por la atenuación de radiación originada por difusión y la absorción, así como por la alteración del ciclo biogénico con influencias en el balance de biomasa terrestre, la producción agrícola y la salud humana. Actualmente, el estudio de esta problemática se lleva a cabo mediante la utilización de un gran número de instrumentos, como por ejemplo, sensores pasivos superficiales (red mundial de fotómetros solares AERONET (Aerosol Robotic Network)), satélites tales como TOMS, TERRA, MODIS, y a partir de instrumentación de teledetección activa mediante lidares en diferentes lugares de la tierra. En promedio, sobre toda la atmósfera terrestre, la actividad humana es responsable de alrededor del 10% de la carga total de aerosoles en la atmósfera.

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Descripción de los instrumentos de superficie
 

El principal objetivo del uso de estos instrumentos es medir la radiación global a nivel de la superficie terrestre cubriendo el rango solar (onda corta) y terrestre (onda larga). En la siguiente tabla se pueden observar las características de los diferentes instrumentos de sensado remoto pasivo que posee el grupo de investigación en Río Gallegos.
 

# Red de monitoreo de radiación UV solar de Argentina  http://www.dna.uba.ar/
## AERONET-NASA (AErosol RObotic NETwork) http://aeronet.gsfc.nasa.gov
### Rer SAOZ del Service d´Aeronomie Francia http://www.aerov.jussieu.fr/~fgoutail/saoz/L1_rg2008.png

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