Ozono en la tropósfera media y alta del hemisferio sur durante la campaña southTRAC 2019

Abstract

En este trabajo se estudió el impacto de las intrusiones estratosféricas de ozono en la tropósfera media y alta en la zona subpolar, en torno al extremo sur de la Patagonia a 54°S, y su acoplamiento con el régimen fotoquímico de esta zona. Para esto se analizaron las mediciones obtenidas durante la campaña de monitoreo SouthTRAC (donde se medieron ozono, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono y otras especies) llevada a cabo en primavera de 2019 (desde el 9 de septiembre al 15 noviembre de 2019) mediante un conjunto de instrumentos montados en la aeronave HALO, y cuya base de operaciones se encontraba en Río Grande (53,78°S, 67,75°O). Adicionalmente, las mediciones realizadas durante SouthTRAC fueron comparadas con ozonosondeos lanzados desde Ushuaia (54,85°S, 68,31°O), entre 2008 y 2019, y Marambio (64,23°S, 56,62°O), solo durante primavera de 2019, y con las mediciones obtenidas durante la campaña ATom-3 (aeronave instrumentada) ejecutada durante octubre de 2017. También se analizaron mediciones de ozono a 2000 m de altitud obtenidas en Cerro Tololo (30,17°S, 70,79°O) para evaluar el impacto de las intrusiones subpolares en latitudes subtropicales.

En la región subpolar en torno a Ushuaia se encontró un régimen fotoquímico dominado por la destrucción neta de ozono debido a los bajos niveles de óxidos de nitrógeno (aproximadamente bajo 100 pptv) desde la superficie hasta 8 km de altitud. Lo anterior es consistente con el ciclo anual del perfil vertical de ozono observado en Ushuaia. Además, las observaciones indican que el metano es el principal precursor de ozono en la tropósfera libre de la región. Se observó alta variabilidad de ozono en la tropósfera alta (entre 7 y 12 km) asociada a la ocurrencia de intrusiones estratosféricas de ozono. Los incrementos de ozono debido a intrusiones estratosféricas se relacionaron con incrementos en niveles de trazas estratosféricas y disminuciones en los niveles de trazas tropósfericas. Parcelas de aire con niveles mixtos de trazas estratosféricas y troposféricos fueron identificadas durante SouthTRAC en la zona de intercambio, dando cuenta de procesos de mezcla entre estratósfera y tropósfera que influyen en los niveles de ozono y otras trazas. Debido a que la campaña SouthTRAC coincidió con el desarrollo de un evento de calentamiento súbito estratosférico en la Antártica, se observó niveles de ozono en la tropósfera alta mayores a los de la climatología en Ushuaia. Esto se asoció a una mayor abundancia de ozono en la estratósfera polar producto de un menor agotamiento de éste debido al calentamiento súbito. Por último, el análisis del desarrollo de una baja segregada entre el 8 y 13 de septiembre de 2019 mostró cómo este fenómeno impactó en la composición atmosférica, alterando la abundancia de ozono y otras trazas, desde latitudes medias, en la tropósfera libre sobre Ushuaia, Río Grande y Marambio, hasta latitudes subtropicales, en la tropósfera baja en Cerro Tololo.