Programa Nacional  de Medición de la Columna  de Ozono

Medición del Perfil Vertical del Ozono

El IDEAM comenzó a realizar mediciones de la columna vertical de ozono, desde el mes de noviembre de 1998, en la estación meteorológica ELDORADO en Bogotá, la cual se localizada en:

Estación       Latitud    Longitud      Altura

    Bogotá        04°43°N   74°03°W     2.546 m

Las observaciones de ozono en superficie y altura se efectúan mediante el ozonosonda, el cual es un analizador de ozono acoplado a una radiosonda que permite medir la concentración del ozono en función de la altura mediante el muestreo del aire mientras asciende el globo, el cual, puede llegar hasta altitudes de 30 o 40 Km. La señal del analizador de ozono es leída por la radiosonda y transmitida telemétricamente a la estación terrena.

Figura 1. Comportamiento del perfil vertical de ozono atmosférico para el 29 de julio de 1999 - Estación Eldorado - Bogotá (Fuente: IDEAM)

El ozono es muestreado continuamente durante el ascenso del globo y perfiles de ozono son obtenidos cada 200 metros (ver Fig. 1), a partir de la superficie de la tierra. La ozonosonda usada en el programa de mediciones en Colombia corresponde a la categoría de Celdas de Concentración Electroquímicas (ECC) producido por Vaisala (denominada ozonosonda OES - Model 6ª ECC), las cuales, son analizadores que utilizan yoduro de potasio, el cual al reaccionar con el O₃ produce yodo libre. En efecto, cada molécula de ozono introducida dentro de la celda produce dos electrones. El aire tomado como muestra es bombeado a través de la solución en la celda de reacción y la señal de salida es proporcional al numero de moléculas de ozono (definida por la cantidad de electrones producida) presentes en la muestra de aire. Con una conversión apropiada, la medida de ozono es determinada en unidades de presión parcial de ozono. Si el ozonosonda supera los 28 Km de altura, se puede determinar el ozono total en unidades Dobson, calculado como la suma del ozono residual más el ozono medido. El ozono residual es una estimación del ozono que no fue alcanzado a medir por el ozonosonda y que se encuentra en la capa de la atmósfera superior a donde el equipo dejo de enviar información, mientras que, el ozono medido es el correspondiente al ozono agregado en la columna de la atmósfera que fue analizada.

Figura 2. Equipos empleados en la medición del perfil de ozono y del ozono total

Los ozonosondeos (ver Fig. 2) se realizan en Bogotá una vez al mes y sus valores, hasta el momento, se han presentado dentro de lo normal (alrededor de 250 U.D.).

Seguimiento del Ozono Total en Colombia

De igual manera, el IDEAM realiza el seguimiento del ozono total para todo el territorio nacional a través de medidas satelitales (ver satélite Earth Probe), las cuales no muestran ningún adelgazamiento de la capa de ozono en esta zona tropical.

Las mediciones de ozono a partir de espectrómetros portados por satélites, como las mostradas en la figura 3, son usuales hoy en día, ya que permiten una visión global de la distribución de la columna de ozono. Estas mediciones fueron posibles desde finales del año 1978, fecha en la cual entró en operación el satélite Nimbus-7, cuya misión fue observar la Tierra. Este satélite estaba dotado de un instrumento para la medida del ozono: el Espectrómetro Cartográfico Total de Ozono (Total Ozone Mapping Spectrometer - TOMS), el cual mide la distribución global del ozono total. La misión del Nimbus-7 ha sido permanente hasta la fecha mediante la prolongación de sus programas con el lanzamiento de otros satélites, como el Meteor-3, lanzado en 1991, el Earth Probe en 1996 (con datos disponibles desde el 22 de julio de 1996 hasta el 14 de diciembre de 2005) y el AURA que porta el Instrumento para el Monitoreo del Ozono (OMI - Ozone Monitoring Instrument), el cual se encuentra en operación. La misión AURA investigará la composición, química y dinámica de la atmósfera de la Tierra, así como el ozono, la calidad del aire y el clima.

Figura 3. Alteraciones mensuales de la columna de ozono en las principales ciudades de Colombia (líneas de colores) obtenidas a partir de las mediciones satelitales con el sensor TOMS de la NASA y la distribución de los estes (área sombreada en azul) y oeste (área sombreada en amarillo) durante el año 2002.

El TOMS y el OMI son instrumentos que pueden medir la cantidad total de la columna de ozono, desde la superficie hasta el tope de la atmósfera, bajo cualquier condición geofísica y a cualquier hora del día.

Las observaciones del TOMS se efectuaron para el espectro electromagnético cercano a la región del ultravioleta, donde la luz solar es parcialmente absorbida por el ozono. Las observaciones del espectro electromagnético se realizaron tanto para la energía solar que entra como para la energía difundida de la radiación ultravioleta reflejada (radiación solar que a penetrado hasta la atmósfera baja de la Tierra y es difundida nuevamente al espacio por las moléculas de aire y las nubes hasta alcanzar la estratosfera y los sensores del satélite; a lo largo de está trayectoria una fracción de la UV es absorbida por el ozono), para seis diferentes longitudes de onda, sobre una franja de 51°, a lado y lado del satélite, con una resolución 50 km bajo el satélite y de 280 km sobre los extremos de los ángulos de rastreo. La precisión del TOMS es estimada en ± 5%, con una resolución espacial de 1°X1.25° latitud/longitud. El TOMS hizo 35 medidas cada 8 segundos y el cubrimiento es de 50 a 200 kilómetros de ancho sobre la tierra, a lo largo de una línea perpendicular al movimiento del satélite. Casi 200,000 medidas diarias cubrieron cada punto de la Tierra, excepto las áreas cercanas a los polos de dónde el Sol permanece por debajo del horizonte durante el periodo entero de 24 horas.

El instrumento OMI distingue entre tipos de aerosoles, tal como el humo, polvo y los sulfatos y puede medir otros parámetros que proporcionan los datos para derivar el ozono troposferico. El OMI continuará el registro del sensor TOMS para el ozono total y otros parámetros atmosféricos relacionados a la química del ozono y el clima. El instrumento emplea un sistema hiperespectral que mejorara la certeza y la precisión de las cantidades totales de ozono.

Grupo programa de Ozono

El grupo del Programa de Radiación y Ozono del IDEAM está compuesto por los siguientes profesionales:

Gloria Esperanza León Aristizabal. E-mail: garisti@ideam.gov.co
Henry Oswaldo Benavides Ballesteros. E-mail:  heben@ideam.gov.co
Carlos Enrique Rocha. E-mail: crocha@ideam.gov.co

Cualquier inquietud relacionada con el tema de radiación y ozono será atendida por los profesionales que hacen parte del Programa.