Este verano, los horizontes llenos de humo y las alertas sobre la calidad del aire han sido noticia frecuente en todo el noreste, coincidiendo con la realización de uno de los mayores proyectos de investigación sobre el ozono.
A diferencia del humo o la niebla tóxica, el ozono no es visible a simple vista, pero sus peligros son de gran alcance e impacto. Por eso los científicos se basan en modelos de alta resolución de Baron para seguir y predecir la formación química y el movimiento de este gas nocivo.
El "niño problema" de la contaminación
"La ciudad de Nueva York es nuestro hijo problemático de contaminación crónica por ozono". Son palabras de Paul Miller, Director Ejecutivo de los Estados del Nordeste para la Gestión Coordinada del Uso del Aire(NESCAUM). La coalición NESCAUM promueve y apoya programas para reducir los efectos adversos de la contaminación atmosférica y el cambio climático desde Nueva Jersey hasta Maine.
Aunque los niveles de contaminación han descendido notablemente en los últimos años en todo el país, el área metropolitana de la ciudad de Nueva York (NYC) sigue incumpliendo las normas federales de calidad del aire basadas en la salud. Una de las iniciativas de NESCAUM es el estudio sobre el ozono troposférico en el estrecho de Long Island(LISTOS), un esfuerzo de cooperación entre investigadores y organismos gubernamentales que comenzó en 2017 para investigar la formación de ozono y su transporte a sotavento desde la región de Nueva York.
"El objetivo es comprender mejor los procesos químicos y meteorológicos que conducían a este problema crónico de ozono", dijo Paul.
"Y el modelo [Baron] ha sido fundamental para nuestro éxito", añade.
Las observaciones de calidad empiezan por una mejor modelización
Identificar las fuentes y causas del ozono superficial es fundamental para aplicar y hacer cumplir las medidas de mitigación. Y las características geográficas únicas del estrecho de Long Island añaden complejidad a este proceso de descubrimiento. Esta masa de agua poco profunda se encuentra a sotavento de la región más densamente poblada de Estados Unidos, y limita al norte con Connecticut, al sur con Long Island y al oeste con Manhattan.
Xinrong Ren es un científico físico del Laboratorio de Recursos Atmosféricos de la NOAA que estudia los efectos de los gases nocivos en los niveles más bajos de nuestra atmósfera. Explicó por qué la calidad del aire en esta región es tan nociva y difícil de estudiar.
"Tenemos tantas megaciudades cerca de esta masa de agua, que actúa como un sumidero de calor para toda la contaminación procedente de Nueva York", explica Xinrong. "Y luego, por la tarde, cuando el sol calienta más el suelo, se produce un flujo hacia la costa que devuelve a tierra toda la contaminación emitida anteriormente", añade.
El objetivo del equipo de Xinrong es caracterizar la emisión de contaminantes atmosféricos y gases de efecto invernadero mediante sensores terrestres y aéreos, lo que les ayuda a identificar cómo y dónde puede haberse formado la contaminación atmosférica. Y afirma que el modelo Baron les ayuda a saber dónde y cuándo desplegar eficazmente sus equipos de detección.
"Utilizamos el pico máximo de ozono de 8 horas del modelo para conocer espacialmente las peores condiciones", explica Ren. "El modelo nos ayuda mucho a saber dónde llevar a cabo nuestras misiones, sobre todo porque estos gases son difíciles de ver", añade.
Xinrong utilizó el ejemplo reciente de los cielos llenos de humo de los incendios forestales de Canadá para subrayar que lo que se ve no siempre equivale a altos niveles de ozono. Si bien es cierto que los niveles de ozono de este verano fueron "de los peores que se han visto", las partículas del humo no se comportan igual que la contaminación superficial por ozono, que no es visible a simple vista.
Más de 15 años de ayuda de Baron
Baron Weather ha proporcionado a NESCAUM una solución de modelización personalizada durante más de 15 años. La NOAA también ha utilizado la modelización exclusiva de Baron para otros estudios de investigación de la calidad del aire durante ese periodo.
"Los datos que proporcionamos dan a los investigadores acceso directo a las condiciones detalladas de previsión en las capas más bajas de la atmósfera", dijo John McHenry, Científico Jefe de Modelización de Baron. "Y nuestros modelos funcionan en dos horizontes temporales y resoluciones diferentes, una escala continental de 5 días y una previsión de 2 días de resolución más fina", señaló.
Baron proporciona dos modelos diferentes a los investigadores de LISTOS: 1) una versión del modelo Community Multiscale Air Quality (CMAQ) de código abierto de la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA), y 2) un modelo propio exclusivo que incluye la representación más avanzada de las nubes disponible en cualquier sistema de vigilancia de la calidad del aire.
"Las nubes desempeñan un papel fundamental en la química atmosférica, y esto permite a nuestro modelo ofrecer una comprensión más detallada de los procesos de formación y evolución del ozono", añadió McHenry.
Los resultados de los modelos Baron incluyen mapas de previsión animados que indican las zonas con probabilidad de superar la norma del ozono (izquierda), junto con una vista transversal única( diagramaSkew-T ) que utiliza una tercera línea verde (derecha) para prever el perfil vertical de las concentraciones de ozono.
El futuro de LISTOS
El estudio NESCAUM de Long Island es sólo uno de los varios que están llevando a cabo este mes en todo el país la NOAA, la NASA y 21 universidades en lo que se ha dado en llamar una"investigación científica sin precedentes", según el doctor Rick Spinrad, administrador de la NOAA. Las fuentes de contaminación atmosférica se identificarán mediante el despliegue de múltiples satélites, aviones de investigación, vehículos e incluso instrumentos en mochilas.
La Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) afirma que, tras décadas de descenso del ozono troposférico y las partículas, las tendencias a la baja se han ralentizado en los últimos años. La iniciativa LISTOS ayudará a las empresas y comunidades a identificar mejor las fuentes de contaminación atmosférica y el comportamiento de sus penachos, todo ello con el objetivo de mejorar las previsiones de la calidad del aire urbano y regional.
"Nuestra misión es comprender mejor los procesos químicos y meteorológicos que provocan este problema crónico de ozono a sotavento de Nueva York", declaró Paul.
Las conclusiones de este estudio se compartirán con los responsables de medio ambiente estatales y locales para ayudarles a tomar mejores decisiones que, a su vez, contribuyan a reducir la contaminación atmosférica en el área metropolitana de Nueva York.
