Um novo estudo da Universidade de Harvard revela que a camada protetora de ozônio estratosférico acima do centro dos Estados Unidos é vulnerável à erosão durante os meses de verão devido a reações químicas que destroem a camada de ozônio. expor as pessoas, gado e culturas aos efeitos nocivos da radiação ultravioleta.

Os poderosos sistemas de tempestades comuns às Grandes Planícies injetam vapor de água que, com variações de temperatura observadas, pode desencadear as mesmas reações químicas no centro dos Estados Unidos que são a causa da perda de ozônio nas regiões polares, de acordo com um novo artigo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences .

O papel, liderado por James G. Anderson, o Professor Philip S. Weld de Química Atmosférica da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS), descobriram que as concentrações de ozônio estratosférico nos Estados Unidos no verão são vulneráveis ​​tanto a aumentos no vapor d'água quanto a variações observadas na temperatura dos sistemas de tempestade nas Grandes Planícies. Maior frequência e intensidade desses sistemas de tempestade, bem como diminuições de longo prazo nas temperaturas estratosféricas, são esperados para acompanhar as mudanças climáticas.

Usando extensas observações de aeronaves na estratosfera ártica desde o início de 2000, os pesquisadores estabeleceram a estrutura química que define as taxas de perda de ozônio aumentadas em relação à temperatura e ao vapor de água. Em seguida, eles empregaram observações recentes do radar meteorológico NEXRAD para demonstrar que, em média, 4.000 tempestades a cada verão penetram na estratosfera no centro dos Estados Unidos, o que é muito mais frequente do que se pensava anteriormente.

Esta combinação de circunstâncias coloca a estratosfera sobre os estados, incluindo o Texas, Oklahoma, Kansas, Nebraska, Iowa, Missouri, as Dakotas e estados que fazem fronteira com as Grandes Planícies, em risco de reações químicas que destroem o ozônio durante o verão, potencialmente levando a níveis mais altos de exposição à luz ultravioleta prejudicial do sol.

"Esses desenvolvimentos não foram previstos anteriormente e representam uma mudança importante na avaliação do risco de aumento da radiação UV sobre a região central dos Estados Unidos no verão, "disse Mario J. Molina, da Universidade da Califórnia em San Diego, vencedor do Prêmio Nobel de química estratosférica em 1995, que não esteve envolvido nesta pesquisa.

O ozônio estratosférico é um dos aspectos mais delicados da habitabilidade do planeta. Há ozônio apenas marginalmente suficiente na estratosfera para fornecer proteção contra a radiação ultravioleta para os humanos, animais e colheitas. Pesquisas médicas específicas para os Estados Unidos determinaram que uma redução de 1% na quantidade de ozônio na estratosfera corresponde a um aumento de 3% na incidência de câncer de pele humana. Existem agora 3,5 milhões de novos casos de câncer de pele a cada ano relatados apenas nos Estados Unidos. Assim, para cada 1 por cento de redução no ozônio, haveria um adicional de 100, 000 novos casos de câncer de pele anualmente nos Estados Unidos.

"Tempestades que hidratam a estratosfera podem ter impactos locais e regionais significativos no orçamento de radiação da Terra e no clima, "disse Cameron R. Homeyer, da University of Oklahoma, um co-investigador no papel. "Este trabalho demonstra nosso crescente conhecimento de tais tempestades usando observações terrestres e aerotransportadas e avalia seu potencial para esgotar o ozônio estratosférico agora e no futuro. Os resultados motivam fortemente a necessidade de maiores observações meteorológicas e químicas de tais tempestades."

"Todo ano, perdas acentuadas de ozônio estratosférico são registradas nas regiões polares, rastreável ao cloro e bromo adicionado à atmosfera por clorofluorocarbonos e halons industriais, "disse Steven C. Wofsy, o Abbott Lawrence Rotch Professor de Ciências Atmosféricas e Ambientais na SEAS e co-autor do estudo. “O novo artigo mostra que o mesmo tipo de química pode ocorrer na região central dos Estados Unidos, desencadeada por sistemas de tempestade que introduzem água, ou a próxima erupção vulcânica, ou aumentando os níveis de dióxido de carbono atmosférico. Ainda não sabemos o quão perto estamos de atingir esse limite. "

A comunidade científica tem observado as reações químicas que atacam o ozônio nas regiões polares no inverno, mas a importante combinação de observações que definem a causa e a taxa de perda de ozônio estratosférico nunca foi feita na região central dos Estados Unidos no verão. Isso representa uma grande deficiência na capacidade dos pesquisadores de prever aumentos na radiação ultravioleta que podem resultar de um evento vulcânico ou mudança climática agora e nos próximos anos.

"Em vez da grande perda de ozônio em escala continental que ocorre nas regiões polares no inverno caracterizada, por exemplo, pelo termo buraco de ozônio da Antártica, as circunstâncias na região central dos EUA no verão são muito diferentes, "disse Anderson." Em particular, por causa dos eventos de injeção induzida por tempestade muito frequentes detalhados por estudos na Texas A&M e na Universidade de Oklahoma usando métodos de radar avançados, esta estrutura de regiões altamente localizadas, mas numerosas de perda potencial de ozônio, requer estratégias de observação cuidadosamente especificadas e vigilância sistemática, a fim de fornecer a base para previsões semanais precisas de perda de ozônio. "

Os pesquisadores estão pedindo uma caracterização extensiva da estratosfera sobre o centro dos Estados Unidos, a fim de prever a perda de ozônio de curto e longo prazo relacionada ao aumento da frequência e intensidade dos sistemas de tempestade, níveis mais elevados de dióxido de carbono atmosférico e metano, e outros fatores.