Ozono atmosferico: utilità e problemi

La fascia in cui si riscontra la presenza di ozono stratosferico si trova tra 10 e 40 km di quota. 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’essere umano 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. Esso può provocare problemi di respirazione nell’uomo o 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 ’70 e potrebbero ancora essere necessari alcuni 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 ’80, 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 pertanto continuare a monitorare e ad analizzare l’evoluzione dell’ozono nei vari strati dell’atmosfera.

La misurazione dell’ozono è una tradizione svizzera

La misurazione della colonna totale di ozono

In Svizzera la misurazione dell’ozono nella stratosfera ha una lunga tradizione. Nel 1926 il professor P. Götz iniziò a misurare la cosiddetta colonna totale di ozono ad Arosa; da allora le misurazioni 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, nel frattempo di quasi 100 anni.

Il grafico sottostante mostra in modo molto impressionante la diminuzione dell’ozono fra la metà degli anni ’70 e la metà degli anni ’90 a seguito dell’utilizzo di sostanze che danneggiano lo strato di ozono (i cosiddetti CFC, clorofluorocarburi). A questa diminuzione è seguita una fase di stabilizzazione che si spera ora sia il preludio a una fase di ripresa. Per un confronto sono illustrati anche i valori minimi dell’ozono al Polo Sud che sono molto più bassi a causa del buco nell’ozono che si forma tutti gli anni.

Misurazioni del profilo dell’ozono

MeteoSvizzera si avvale anche di altre tecniche per determinare la distribuzione verticale dell’ozono. Le misurazioni con sonde aerologiche consentono di effettuare misure fino a una quota di circa 35 km. Queste misurazioni vengono effettuate a Payerne dal 1968. Analizzando questa lunga serie di dati è possibile dedurre 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 mescolanza dell’ozono dalla stratosfera alla bassa mesosfera.

Analisi statistica delle serie di misura dell’ozono

Grazie alle varie serie temporali di MeteoSvizzera è possibile analizzare l’evoluzione decennale della concentrazione di ozono. Durante il periodo 1970 – 1990, per esempio, lo strato d’ozono nella stratosfera è diminuito del 4% ogni 10 anni, mentre l’ozono nella troposfera è aumentato nello stesso periodo del 12% ogni 10 anni. Dall’anno 2000, lo strato d’ozono stratosferico è rimasto pressoché invariato, mentre l’inquinamento dell’aria dovuto all’ozono troposferico è diminuito del 10% ogni 10 anni. Nella parte superiore della stratosfera, si riscontra invece un aumento significativo della quantità di ozono, che nell’emisfero nord si attesta attualmente attorno al 2% ogni 10 anni.