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All’inizio degli anni 1970 i rilevamenti dell’ozono atmosferico hanno mostrato i primi segnali di un cambiamento climatico provocato dall’uomo. Vi è stata una presa di coscienza e sono stati adottati diversi provvedimenti a livello mondiale per proteggere lo strato di ozono (cfr. Protocollo di Montreal). È importante continuare a monitorare lo strato di ozono per esaminare l’efficacia dei provvedimenti adottati.
Monitoraggio dell’ozono
Ozono atmosferico: utilità e problemi
La fascia di ozono stratosferico si trova tra 10 e 40 km di altezza. L’ozono, qui presente in elevata concentrazione, assorbe quasi completamente le dannose radiazioni UV emesse dal sole proteggendo tutte le forme di vita sulla Terra. Nell’uomo un’esposizione eccessiva della pelle alla radiazione UV può ad esempio causare il cancro della pelle. In prossimità del suolo un’elevata concentrazione di ozono è invece dannosa per l’uomo e la natura poiché il gas è estremamente reattivo. Può provocare problemi di respirazione nell’uomo od ostacolare la crescita delle piante.
Il problema dell’assottigliamento dello strato di ozono è risolto?
Purtroppo questo problema rimane tuttora irrisolto per le seguenti ragioni:
- lo strato di ozono è lungi dall’essersi ristabilito; infatti il suo spessore non corrisponde a quello prima degli anni 1980 e potrebbero ancora essere necessari diversi decenni finché questo obiettivo venga raggiunto;
- il buco nell’ozono sopra il Polo Sud (Antartide) si forma ancora tutti gli anni;
- nel 2011 si è formato per la prima volta un buco nell’ozono sopra il Polo Nord (Artide);
- i cambiamenti climatici e le modifiche nello strato di ozono sono strettamente correlati.
Le convenzioni internazionali quali il Protocollo di Montreal, entrato in vigore alla fine degli anni 1980, vietano l’utilizzo di sostanze che danneggiano lo strato di ozono. Benché questi provvedimenti abbiano un effetto positivo a livello globale e regionale, lo strato di ozono continua ad essere in pericolo.
Occorre quindi continuare a rilevare e ad analizzare l’evoluzione dell’ozono nei vari strati dell’atmosfera.
Il rilevamento dell’ozono è una tradizione svizzera
Misurazioni della colonna di ozono
In Svizzera il rilevamento dell’ozono nella stratosfera ha una lunga tradizione. Nel 1926 il professor P. Götz iniziò a misurare la quantità di ozono ad Arosa; da allora i rilevamenti, effettuati mediante diversi spettrofotometri Dobson e Brewer, continuano praticamente senza interruzioni. Grazie a questa serie di dati, unica al mondo, è possibile studiare l’evoluzione dello strato di ozono su un periodo molto lungo, che nel frattempo, ha superato i 90 anni.
Il grafico sottostante mostra in modo molto impressionante la diminuzione dell’ozono nella stazione di misurazione di Arosa dagli anni 1970 agli anni 1990 a seguito dell’utilizzo di sostanze che danneggiano lo strato di ozono (i cosiddetti CFC, clorofluorocarburi). Alla diminuzione è seguita una fase di stabilizzazione. Per un confronto sono illustrati anche i valori dell’ozono al Polo Sud. Questi sono molto più bassi a causa del buco nell’ozono che si forma tutti gli anni.
Misurazioni del profilo dell’ozono
MeteoSvizzera utilizza anche tecniche per rilevare la distribuzione verticale dell’ozono. I rilevamenti con sonde aerologiche consentono di effettuare misurazioni fino a un’altezza di 35 km sopra Payerne. Questi rilevamenti sono effettuati dal 1966. Questa serie ininterrotta di dati consente di seguire l’evoluzione della concentrazione di ozono nei diversi strati dell’atmosfera. - Dal 2000, lo strumento a micro-onde SOMORA (Stratospheric Ozone Monitoring Radiometer) misura il rapporto di mescolamento dell’ozono dalla stratosfera fino alla bassa mesosfera.
Il rilevamento dell’ozono è una tradizione svizzera
In Svizzera il rilevamento dell’ozono nella stratosfera ha una lunga tradizione. Nel 1926 il professor P. Götz iniziò a misurare la quantità di ozono ad Arosa; da allora i rilevamenti, effettuati mediante diversi spettrofotometri Dobson e Brewer, continuano praticamente senza interruzioni. Grazie a questa serie di dati, unica al mondo, è possibile studiare l’evoluzione dello strato di ozono su un periodo molto lungo.
Analisi statistiche delle serie di rilevamento dell’ozono
Grazie alle varie serie temporali di MeteoSvizzera è possibile calcolare l’evoluzione della concentrazione di ozono nel corso di un decennio. Per esempio, durante il periodo 1970 – 1990, lo strato d’ozono è diminuito del 4%/10 anni, quando invece nell’aria l’ozono aumentava del 12%/10 anni. Dall’anno 2000, lo strato d’ozono non cambia più in modo significativo, ma l’inquinamento dell’aria dovuto all’ozono è nettamente diminuito del 10%/10 anni.
- Appenzeller C, AK. Weiss and J. Staehelin (2000), North Atlantic Oscillation modulates total ozone winter trends, Geophys. Res. Let., 27, 1131-1134.
- Weiss AK, J. Staehelin, C. Appenzeller, NRP Harris (2000), Chemical and dynamical contributions to ozone profile trends of the Payerne (Switzerland) balloon soundings, J. Geophys. Res., 106 (D19), p. 22685.
- Staehelin J, NRP Harris, C. Appenzeller, J. Eberhard (2001), Ozone trends: A review, Rev. Geophys., 39 (2), p. 231.
- Jeannet, P., R. Stübi, G. Levrat, P. Viatte, and J. Staehelin (2007), Ozone balloon soundings at Payerne (Switzerland): Reevaluation of the time series 1967–2002 and trend analysis, J. Geophys. Res., 112, D11302, doi:10.1029/2005JD006862.
- Stübi, R., G. Levrat, B. Hoegger, P. Viatte, J. Staehelin, and F. J. Schmidlin (2008), In-flight comparison of Brewer-Mast and electrochemical concentration cell ozonesondes, J. Geophys. Res., 113, D13302, doi:10.1029/2007JD009091.