Nota editorial (2025): publicado originalmente en 2020. Se añadió una versión estructurada con fines enciclopédicos. El texto original se conserva íntegro como parte del archivo histórico.
Contribución del Ozono Troposférico al Cambio Climático
Los motores de combustión y las emisiones industriales producen compuestos precursores del ozono, el cual es conocido por filtrar la radiación ultravioleta en altitudes elevadas. Sin embargo, también contribuye significativamente como contaminante en la troposfera, siendo uno de los gases con efecto invernadero más influyentes después del CO2 y el CH4. Los avances recientes en mediciones climáticas han permitido cuantificar detalladamente su rol en la alza global de temperatura.
Principales Conceptos Ambientales Relacionados con el Ozono Troposférico
Ozono Estratosférico: Almacena y filtra la radiación ultravioleta, beneficiando a los ecosistemas terrestres.
Fortalecimiento Radiativo por Ozono Troposférico (Forzamiento Climático): Contribuciones alcalinas debido principalmente a motores de combustión y actividades industriales, que aumentan la temperatura global.
Protocolo de Montreal: Acuerdo internacional para limitar las emisiones de CFC-12 y otros compuestos químicos. No obstante, se observa una concentración creciente a pesar del protocolo implementado.
Capas Atmosféricas: Estructuran la distribución vertical de gases como el ozono en la atmósfera terrestre. El ozono estratosférico es beneficioso, mientras que su presencia troposférica causa contaminación.
Emisiones Antropogénicas: Actividades humanas como motores de combustión y industria contribuyen a la formación del ozono en las capas bajas, generando efectos adversos para nuestra salud.
Biosfera Humana: El aumento del nivel troposférico de O3 perjudica la vegetación y reduce el procesamiento fotosintético debido a su toxicidad para los organismos.
Capacidades Cíclicas: CO2
Biodiversidad Animal Humana (Mamíferos, Aves y Reptiles): Enzimas altamente sensibles a la concentración de O3, afectando potencialmente su supervivencia en ambientes naturales.
Forzamiento Radiativo por Compuestos con Efecto Invernadero y el Protocolo Montreal
La medición del forzamiento climático de gases como CO2, CH4, e Ozono Troposférico (O3) revela que estos constituyen un aumento en el balance energético terrestre. El papel creciente del ozono troposférico se refleja en los avances científicos y ha sido objeto de debate académico.
Impactos Ambientales y Sociedad
Salud Humana: Contaminante directo que afecta el sistema respiratorio humano, reduciendo la calidad del aire.
Impactos Ecológicos y Biodiversidad: La vegetación es vulnerable al ozono en las capas bajas debido a sus efectos tóxicos sobre la fotosíntesis, impactando negativamente en los ecosistemas.
Calentamiento Global y Cambio Climático: El aumento del Ozono Troposférico contribuye al ciclo de calentamiento global a través del forzamiento radiativo, siendo uno de los gases que elevan las concentraciones atmosféricas.
Perspectiva Académica y Consecuencias Climáticas Futuras
Los esfuerzos por limitar la contaminación del aire, disminuir precursores antropogénicos como motores de combustión y emisiones industriales son fundamentales para abordar el incremento en las concentraciones de O3 troposférico. El satélite Aura proporciona medidas consistentes que destacan una creciente contribución del ozono a la temperatura global y al cambio climático.
Contribución del Ozono Troposférico al Cambio Climático
¿Cómo contribuye el ozono troposférico al cambio climático global? El ozono que se forma a nivel terrestre es un importante gas de efecto invernadero, agregando calentamiento adicional debido al forzamiento radiativo por sustancias contaminantes en motores y industrias.
Impactos Ambientales y Sociedad
¿Cuáles son los impactos ambientales del ozono troposférico?** ¿Por qué es importante controlar sus niveles.** El aumento en el nivel de contaminación por ozono daña la vegetación y ecosistemas debido a su toxicidad para las plantas, reduciendo la biodiversidad.
¿Cómo afecta al clima humano.** El crecimiento del ozono troposférico mejora el forzamiento climático y contribuye a un aumento en la temperatura global, que es crucial para reducir los efectos adversos.
Principales Conceptos Ambientales Relacionados con el Ozono Troposférico**¿Cómo se diferencia entre ozono estratósferico y troposférico?** ¿Qué efecto tiene en la salud humana.** El ozono del estrato superior filtra radiación UV beneficiando los ecosistemas terrestres, mientras que el ozono de baja altura es un contaminante dañino para la salud y altera los patrones climáticos.
Perspectiva Académica y Consecuención Climáticas Futuras**¿Qué medidas se han tomado internacionalmente para controlar las emisiones del ozono troposférico?** ¿Cómo afectará el cambio climático futuro si no se toman acciones.** A nivel mundial, protocolos como Montreal buscan limitar los compuestos químicos que contribuyen al ozono con motores de combustión; sin embargo, sus niveles están creciendo y tienen potencial para un calentamiento exacerbado en el futuro.
Texto original (2020)
Los motores de combustión y las emisiones industriales producen compuestos precursores del ozono.Kodda/Shutterstock
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.
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.
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).
Evolución del forzamiento radiativo del ozono troposférico. Ramiro Checa-García, Author provided
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.
Concentraciones de ozono troposférico medidas por el satélite Aura. Aura/NASA
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.
Ramiro Checa-Garcia no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.
Fuente: The Conversation (Creative Commons) Author: Ramiro Checa-Garcia, Chercheur au CNRS, Institut Pierre-Simon Laplace, Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement., Sorbonne Université
