ESTACIÓN DE VIGILANCIA ATMOSFÉRICA GLOBAL DE USHUAIA   x   INTRODUCCION   x   La tierra es uno de los nueve planetas del sistema solar. Su atmósfera compuesta especialmente por nitrógeno en un 78 por ciento y oxígeno en un 21 por ciento, también contiene cantidades mas pequeñas de otros gases que, algunos de ellos, son muy importantes para la vida en el planeta. Desafortunadamente las actividades humanas han ido modificando gradualmente la composición química de la atmósfera produciendo cambios que afectan todos los ecosistemas. La responsabilidad del monitoreo de dichos cambios globales en la atmósfera pertenece a la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y es llevada a cabo a través de su programa de Vigilancia Atmosférica Global (V.A.G.) (GAW en Inglés).   x   QUE ES EL PROGRAMA DE VIGILANCIA ATMOSFÉRICA GLOBAL (V.A.G.)   x   A partir de la creación en 1989 del programa Vigilancia Atmosférica Global (VAG) de la OMM, surgió la necesidad de vigilar e investigar el comportamiento de los gases con efectos de invernadero, el ozono atmosférico y otras variables ambientales que hacen a la física y química atmosférica. Este programa integra las actividades de monitoreo e investigación involucrando las mediciones de las propiedades físicas y químicas de la atmósfera. VAG actúa también como un sistema de detección temprana de cambios en la concentración atmosférica de los gases de efecto invernadero, cambios en la capa de ozono, poder oxidante de la atmósfera, transporte de largo recorrido de contaminantes como así también todo lo relacionado con los aerosoles atmosféricos. Este programa incluye el Sistema Global de Observaciones de Ozono (GO3OS), la red BAPMoN ( Background Air Pollution Monitoring Network) y otras pequeñas redes. El programa VAG provee de un marco para los standards, calibraciones, intercomparaciones y sistema de recolección de y evaluación de los datos. (colocar gráfico del folleto de la OMM). Así surgen, en el globo, estaciones de medición que, por su completo espectro de observaciones, se constituyen en estaciones de referencia de categoría ¨mundial¨. En su mayoría ubicadas en el Hemisferio Norte, no eran suficientes para investigar todos los procesos a escala global, por lo que la OMM decidió promover la instalación de un mayor número de Estaciones VAG, especialmente en el Hemisferio Sur. Nuestro país, aceptó ese desafío y desde septiembre de 1994 en el marco de un Convenio entre la Provincia de Tierra del Fuego y la Fuerza Aérea Argentina, Servicio Meteorológico Nacional se encuentra en operaciones, en las cercanías de la ciudad de Ushuaia, una Estación Científica para la Vigilancia de la Atmósfera Global (VAG). Los programas de medición que involucra el proyecto VAG son: Gases de efecto invernadero: dióxido de carbono, clorofluorocarbonos, metano, oxido nitroso, ozono troposférico. Ozono: superficial, columna total, perfiles verticales y gases precursores. Radiación solar: incluyendo turbiedad, radiación solar en todas sus componentes, UV-B , distribución y cantidad de aerosoles y vapor agua y visibilidad. Composición química de la precipitación. Gases reactivos como el dióxido de sulfuro, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono. Concentración y características de la composición de los aerosoles. Radionucleidos, incluyendo kriptón-85, radón, tritio y la composición isotópica de determinadas sustancias.   x   ESTACION DE VIGILANCIA ATMOSFÉRICA GLOBAL USHUAIA   x                                             Junto a Argelia, Brasil, China, Kenia e Indonesia , la estación VAG Ushuaia es una de las seis estaciones científicas del Programa para la Vigilancia Atmosférica Global (GAW) de la OMM, instaladas durante los últimos años alrededor del mundo.     x   DESCRIPCIÓN GENERAL   x   La Estación de Vigilancia Atmosférica Global de Ushuaia está ubicada a 54º 50' 55" latitud Sur y a 68º 18' 32" longitud Oeste. El edificio principal está localizado enfrente del Canal de Beagle en Punta Pingüino, al oeste sudoeste de la Península de Ushuaia y a 10 m de un acantilado de 18 metros de altura. La estación se encuentra vientos arriba de la ciudad de Ushuaia siendo del oeste-sudoeste la dirección predominante de estos vientos. Su ubicación responde a estrictos criterios de selección que han sido tenidos en cuenta, entre otros: la región geográfica de características únicas , representativa , a escala global, de condiciones marítimas con efectos locales mínimos, demostrado por la persistencia de los vientos provenientes del sector limpio (sudoeste). El edificio cuenta con un laboratorio principal, donde están instalados los equipos de medición continua de ozono troposférico, monóxido de carbono, black carbon y parámetros meteorológicos; un laboratorio químico para el manejo de las muestras de aerosoles y precipitación, un laboratorio de radiación solar, tres oficinas, cafetería y baños para el personal. La toma de aire para los gases como los sensores de radiación solar y la estación meteorológica automática se encuentran en una plataforma sobre el techo. El área total del edificio principal es de 150 m2. También existe una pequeña edificación en la parte trasera de la estación donde está montado el espectrofotómetro Dobson. Se cuenta además con una Estación secundaria con una torre de 12 mts. de altura en la Isla Redonda, sector sudoeste del Canal Beagle, frente a Bahía Ensenada, en el Parque Nacional de Tierra del Fuego (54º 51´S - 68º 28´W) .   x     x   ESPECIFICACIONES DE LA ESTACIÓN:   x   Nombre: Estación de Vigilancia Atmosférica Global Ushuaia Latitud: 54º 50` 55`` Longitud: 68º 18` 32`` Elevación: 18 m. snm Elevación para la toma muestras de aire: 25 m. snm Clasificación de la estación según OMM: Global Huso horario: 45º W ( UTC - 3 hs.) Horario de trabajo: 09:00 - 16:00, horario local   x   ACTIVIDADES DE LA ESTACIÓN:   x   MONÓXIDO DE CARBONO, medición continua OZONO TROPOSFÉRICO, medición continua OZONO TOTAL, diariamente RADIACIÓN SOLAR, medición continua AEROSOLES, muestreo por evento QUÍMICA DE LA PRECIPITACIÓN, muestreo por evento PARAMETROS METEOROLOGICOS PROYECTOS ESPECIALES:Isótopos de Carbono   x   El Monóxido de Carbono   x   El monóxido de carbono es directamente emitido a la atmósfera por la combustión de biomasa, combustibles fósiles y fuentes biogénicas. Se produce también en la atmósfera por oxidación de hidrocarburos. El principal sumidero de CO es la oxidación por OH y a la vez el CO es el principal sumidero de OH en la tropósfera. Por lo tanto la abundancia de CO regula la concentración de especies atmosféricas que son removidas principalmente o en parte por reacción con OH; entre otras CH4, NO2, SO2, HCF's. Si bien el CO en sí mismo no es un contribuyente significativo al efecto invernadero, su efecto en la concentración sobre otros gases invernadero puede ser considerable debido a su influencia sobre los radicales OH. Las estimaciones de los índices de incremento de CO varían ampliamente, desde un 6 % por año en el hemisferio norte a cambios insignificantes en el hemisferio sur. Tanto las concentraciones absolutas como los índices de cambio son aún inciertos. Las mediciones en sitios de aire puro de fondo, servirán para establecer los índices de crecimiento global; aunque también serán necesarios los datos regionales, donde se ubican las mayores fuentes de combustión, para establecer mejores restricciones de observación para los postulados de comportamiento global.   x   El Ozono Troposférico   x   El ozono troposférico juega un rol importante en el ciclo químico de los gases de la atmósfera, a través de la producción de átomos de oxígeno y eventualmente de radicales oxidrilos. Las propiedades de oxidación y los mecanismos de remoción en la tropósfera, son modulados por el ozono en estos niveles. En la tropósfera el ozono actúa como un gas de efecto invernadero con un potencial de cambio muy importante producto de las actividades humanas. Aunque no se considere al ozono como un agente contaminante directamente emitido por el hombre, este es producido por la acción de la luz solar sobre algunos precursores que si son emitidos por la humanidad , tales como los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos. Objetivos Científicos: Documentación a largo plazo de tendencias de ozono y diferencias espaciales en la tropósfera libre y baja estratósfera con especial énfasis en : Diferencias entre hemisferio norte y sur. Tendencias generales globales. Documentación a largo plazo de variables atmosféricas. Diferencias espaciales y tendencias en áreas claves seleccionadas, cuyas magnitudes y cambios proveen información concerniente a la interpretación científica de las observaciones obtenidas mediante los objetivos anteriores.   x   La Capa de Ozono   x   La medición de la cantidad total de ozono es otra de las tareas que se llevan a cabo en la estación VAG. Ushuaia. Esta se realiza a través de un instrumento llamado espectrofotómetro Dobson. La cantidad total de ozono es definida, como el contenido en una columna vertical imaginaria de 1 cm2 de superficie desde la Tierra hasta el tope de la atmósfera a temperatura y presión standard expresada en unidades de presión. El promedio global de ozono es aproximadamente 300 m atm cm , comúnmente llamadas Unidades Dobson (1 UD es equivalente a un espesor de 0.01 mm). La distancia existente entre la Tierra del Fuego y la región antártica le confiere gran protagonismo a la estación VAG Ushuaia en esta materia. La cercanía del "Agujero de Ozono" y el borde del vórtice polar hace que sus mediciones sean de gran interés científico en la problemática del ozono. Asimismo, la estación forma parte de una red mundial de mediciones de ozono realizando la tarea en forma diaria. A través de protocolos internacionales se envían los datos al Centro Mundial de Datos de Ozono en Toronto-Canadá , los cuales se encuentran disponibles para la comunidad científica.   x   Parámetros Meteorológicos   x   El primer objetivo para la instalación de una Estación de Vigilancia Atmosférica Global es encontrar aquel lugar que se encuentre libre -en gran parte de su tiempo- de contaminación local, para lo cual es necesario realizar un estudio previo de la climatología de la zona. En el caso de la Estación de Ushuaia la ubicación fue determinada fundamentalmente por su alta frecuencia de vientos del sector sudoeste, lo que garantiza contar con masas de aire provenientes de un sector que denominamos "limpio". Es muy fácil apreciar que al sudoeste de la Tierra del Fuego no existen fuentes importantes de contaminación por miles de kilómetros. Para la correcta interpretación de los datos de la Estación, se miden y registran también datos meteorológicos (viento: dirección e intensidad; humedad relativa; temperatura; presión). Estos nos permitirán conocer el origen de las masas de aire y así entender mejor las fuentes o sumideros de ciertos gases como por ejemplo dióxido de carbono (CO2) o el metano (CH4). Hollín e Hidrocarburos policíclicos (PAH): El hollín es emitido en todos los procesos que involucran la combustión de materiales carbonáceos. El factor de emisión es altamente variable y depende de la naturaleza del proceso de combustión y del grado de regulación. Los países industrializados avanzados consumen grandes cantidades de combustible pero pueden producir menos hollín que países tecnológicamente menos avanzados.EL El hollín tiene una larga vida en la atmósfera, y puede ser usado como un trazador para indicar el transporte de contaminantes sobre grandes distancias. Los PAH son productos de la combustión incompleta de combustibles sólidos y líquidos, formados por compuestos orgánicos con mas de un núcleo de benceno y cuyo punto de ebullición es superior a 100ºC. Estos hidrocarburos son absorbidos sobre la superficie de partículas de diámetros menores a 1 micrón siendo uno de los mas peligrosos contaminantes del aire por su alta retención en los pulmones y efecto cancerígeno. Las fuentes más comunes de PAH son: motores de combustión interna, hornos, incineradores, el humo del cigarrillo, estufas y calefactores, asadores, procesos de pirólisis, fundiciones, incendios forestales, producción de cubiertas y quema de desechos. Para la medición de hollín se utiliza un Aethalómetro que mide la absorción óptica de un depósito de aerosol recolectado sobre un filtro. La técnica utilizada presenta un alto riesgo de contaminación por eventos locales, por ejemplo los gases de escape de un auto durante un minuto en las cercanías de la Estación pueden contribuir con hollín a la muestra como un día de medición de la atmósfera limpia. En el mismo Aethalometro existe un sensor basado en el método de fotoionización que mediante la irradiación con luz UV de los aerosoles de la muestra, determina la concentración de partículas con PAH. Mediciones de dióxido de carbono y metano: Estos gases son unos de los mas importantes y comunes en el sistema Tierra-Atmósfera-Océano. Ellos pueden ser de fuentes naturales como industriales. Así en el ciclo natural del carbón juegan un papel muy importante en un número de procesos biológicos, siendo, entre otros, los responsables mas importantes del efecto invernadero. La Estación VAG Ushuaia realiza mediciones de la concentración de dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) cada quince días con un sistema de muestreo de aire en frascos especiales, para su posterior análisis en un laboratorio de los Estados Unidos.   x   Radiación Solar   x   La radiación solar es la principal fuente de energía, responsable del mantenimiento del clima mundial como lo conocemos en la actualidad. La radiación solar también provee la posibilidad al hombre de ser usada en pequeñas cantidades para el calentamiento y la generación de energía eléctrica. Los principios básicos de las ciencias atmosféricas sugieren que cambios en la cantidad de radiación solar recibida sobre la superficie de la Tierra afectarían las condiciones termodinámicas e hidrodinámicas de la atmósfera. Las mediciones de radiación solar pueden ser utilizadas eficientemente en la generación de energía aplicada al uso doméstico y necesidades industriales. Los tipos de mediciones que se realizan en Ushuaia son: Radiación solar directa: Es la proveniente directamente del disco solar y que incide sobre un superficie perpendicular a los rayos del sol. Radiación solar difusa: Es la proveniente de la bóveda celeste (cielo) con excepción de la radiación solar directa. Radiación solar global: Es la suma de la radiación solar directa y la difusa, recibida sobre una superficie horizontal. Radiación solar global con filtro RG8: Recibe la radiación global en un rango determinado de longitud de onda. Es utilizada comúnmente para saber ciertos valores de turbiedad atmosférica. Radiación solar Ultravioleta: Es la radiación recibida en el espectro de longitudes de onda del ultravioleta.   x   Aerosoles   x   Los aerosoles son pequeñas partículas sólidas o líquidas por ejemplo de sulfatos, polvo, sal marina, suspendidas en la atmósfera. Ellos pueden ser producidos por la actividad humana o naturalmente como por ejemplo las erupciones volcánicas. Estas partículas juegan un papel muy importante en el clima mundial dependiendo sus efectos tanto del tamaño como de su composición química. Como efecto directo nombraremos el enfriamiento producido sobre la superficie de la Tierra y baja atmósfera debido a la reflexión de la radiación solar hacia el espacio. En este sentido se ha calculado que un aumento de la reflectividad podría compensar el calentamiento producido por los niveles de dióxido de carbono. Los aerosoles también son importantes para la formación de nubes , ya que ellos son los que actúan como núcleos de condensación para la formación de las mismas. En esta materia, el objetivo de la estación es entender los cambios que están ocurriendo en las concentraciones y distribuciones de los diferentes aerosoles atmosféricos a través de una serie de mediciones que se llevan a cabo, semanalmente, en la estación.   x   Química de la Precipitación   x   Investigaciones demostraron que los procesos que producen la nieve y la lluvia son importantes para la limpieza de la atmósfera de sustancias y partículas tanto de origen natural como hechas por el hombre. Las mediciones de la composición química de la precipitación proveen de información sobre el intercambio de estas sustancias entre la atmósfera y el suelo/océanos siendo un importante lazo para el entendimiento de los ciclos químicos de sustancias tales como el sulfuro y el nitrógeno. La estación Ushuaia toma muestras de la precipitación que luego es analizada, determinando entre otras cosas; acidez, conductividad , composición química, etc.   x   Isótopos del Carbono   x   Los isótopos del carbono (13 y 14) han probado ser una herramienta eficaz para el estudio del ciclo del carbono en la atmósfera. Son elementos que proveen condiciones adicionales a los modelos del ciclo del carbono y ayudan a identificar las fuentes y sumideros de estas moléculas en la atmósfera. Es decir, saber cual es el origen de las moléculas de carbono que estoy midiendo en la estación .   x     Estación VAG Ushuaia Casilla de Correo 187 (9410) - Ushuaia Tierra del Fuego Argentina phone/ fax: +54-901-32609 e-mail: vag@tierradelfuego.org.ar     x