Los aviones a retropropulsión (jets) emiten varias especies químicas que afectan la química de la atmósfera, como dióxido de carbono (CO2), agua (H20), óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx) y partículas de carbón (humo). Las emisiones de NOx han atraído la atención por su rol en la formación del Ozono, gas de potente efecto invernadero y un contaminante común en la baja troposfera; así la Organización Internacional de aviación Civil (ICAO) ha reducido el máximo de emisiones de NOx a la mitad, durante el despegue y el aterrizaje.

Las emisiones de NOx a la atmósfera por la aviación están hoy día bien cuantificadas, siendo de 0,5 x 1012 g. de Nitrógeno al año; pero el impacto en la química atmosférica es complicado por otras fuentes de NOx, como tormentas eléctricas y emisiones desde la superficie terrestre. Las emisiones desde la superficie terrestre son bastante mayores que las producidas por los aviones; por ejemplo las emisiones de NOx provenientes de la combustión de los combustibles fósiles y de la biomasa llegan a los 20 x 1012 y 10 x 1012g. por año respectivamente. Sin embargo, estas emisiones son generalmente removidas por las gotas de lluvia antes que puedan difundir hasta la altura de vuelo de los "jets". Así, la región entre la alta troposfera y la baja estratosfera (AT - BE), donde vuelan la mayoría de los aviones comerciales (altura entre 9 - 13 km.) representa una zona poco afectada, sólo esporádicamente durante eventos climáticos que elevan el aire de la superficie o bajan el de la estratosfera.

Aun la pequeña fracción de las emisiones superficiales que es transportada a la altura es de magnitud similar a la emisión de los aviones, aunque cuantificar esta fracción es un desafío para los científicos. Para complicar aún más el panorama, los mismos eventos climáticos que transportan el NOx superficial, asociados a tormentas eléctricas, producen e inyectan el NOx en la altura (zona AT - BE), pero el detalle de la generación y transporte por las tormentas eléctricas es desconocido.

Para comprender el impacto de la aviación sobre el Ozono deben cuantificarse las diferentes contribuciones a la concentración de NOx en la alta troposfera. Los modelos atmosféricos fotoquímicos, que incorporan la parametrización disponible de las fuentes de NOx y de su transporte proporcionan la única guía cuantitativa. Estos modelos predicen que las operaciones aéreas actuales perturban la concentración de NOx a la altura de crucero, en latitudes medias del hemisferio norte, en alrededor del 20%, con un máximo posible de 100%. La respuesta del Ozono a esta perturbación es moderada por la cantidad de radical OH? disponible para las reacciones químicas que forman Ozono. La perturbación del Ozono predicha tiene un rango entre 2 y 14%; el amplio rango refleja la incerteza de la parametrización del modelo y de las estimaciones de la capacidad de las fuentes de NOx.

El desarrollo de mejores modelos se hace difícil por la ausencia de datos; la medición por satélites no ha sido satisfactoria, dejando a las mediciones por globos aerostáticos y por aviones (muy esporádicas) como las fuentes primarias de datos. Esto motivó dos campañas recientes basadas en la medición por aviones, para evaluar la fotoquímica del NOx y del Ozono, dentro y alrededor del corredor de vuelo nor-atlántico, entre Septiembre y Noviembre de 1997: el "Subsonic Assesment Ozone and NOx Experiment" (SONEX) y el "Pollution from Aircraft Emission in the North-Atlantic Flight Corridor Experiment" (POLINAT).

Revelar las fuentes empíricas de NOx sólo es posible bajo condiciones atmosféricas muy favorables. El impacto atmosférico de una fuente individual debe tener un modelo geográfico distintivo; tales modelos pueden desarrollarse si el mezclado atmosférico es lento en relación a la remoción del NOx. Para una fuente como la aviación, la concentración máxima sobre los Estados Unidos y Europa en el corredor de vuelo nor-atlántico, sería sólo una parte de este modelo. Además, la individualización de la fuente se facilita si las fuentes de emisión, el proceso de mezclado atmosférico y los procesos de pérdidas químicas, son constantes, es decir, procesos continuos que se combinan para producir esquemas suaves de cambios de concentración. Se supone que ninguna de estas condiciones se cumplen para el NOx en la región de la AT - BE.

Sin embargo, el SONEX y POLINAT han revelado más completamente la extensión de la variabilidad del NOx, como resultado de la dinámica atmosférica, de las fluctuaciones de las fuentes y de las dificultades resultantes del análisis empírico. El esquema que emerge de estos estudios es el de una región con frecuente, pero irregular inyección de NOx desde la superficie, desde tormentas eléctricas y desde el intercambio estratosfera - troposfera. Perturbaciones del NOx Ambiental, como resultado de las emisiones de la aviación, se observan claramente unos pocos kilómetros detrás de cada avión individual, pero las señales se pierden rápidamente a mayores escalas espaciales, entregando un diseño incoherente de concentración de NOx. Las concentraciones observadas están desuniformemente distribuidas sobre un amplio rango, haciendo difícil definir el promedio de la concentración base en la región de la AT - BE.

Se impone el examen de la coherencia de las observaciones del NOx, mediante correlaciones con otras fuentes de emisión y con el análisis de las trayectorias de las masas de aire. En particular, medidas de CO, Ozono y densidad de partículas totales se han usado para identificar la influencia de los flujos desde la superficie y desde la estratosfera en las muestras de masas de aire. Esto combinado con el análisis de la velocidad y dirección del viento, en un período de 3 a 5 días antes de la observación, proporcionan un diagnóstico que suministra una visión de Ia historia latitudinal y de altura de las parcelas de aire.

En base a estos análisis, la magnitud de la contribución de la aviación a la escala regional de NOx y Ozono ambiental es consistente con el extremo bajo de las estimaciones hechas por modelos. En este nivel de impacto se predice que el cambio del Ozono inducido por la aviación a nivel global es comparable al de las emisiones de CO2 de Ia aviación.

Aún con los esfuerzos de SONEX y POLINAT, la zona AT - BE permanece todavía con escasez de datos, lo cual es un impedimento considerable para mejorar la evaluación del impacto de la aviación. Medidas futuras de la composición química de la zona AT - BE, basadas en la observación satelital como las planificadas por la plataforma de la "NASA Earth Observing System" (EOS), promete un mejoramiento de la situación.

Aunque nuestra comprensión de los efectos de la aviación sobre el Ozono permanece incompleta, estudios futuros sobre este impacto seguramente se enfocarán más intensamente sobre la nubosidad atmosférica. El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático concluye que la nubosidad inducida por la aviación puede aumentar el calentamiento global en mayor grado que las emisiones de CO2 y NOx de la aviación. Las medidas de SONEX y POLINAT sobre la densidad de núcleos de condensación han producido restricciones iniciales a la contribución de la aviación a los precursores de nubes en los corredores de tráfico aéreo. Sin embargo, el conocimiento científico sobre el proceso de formación de nubes es considerablemente más pobre que el de los procesos químicos del Ozono.



Extraído de: Scince

Vol. 286, 1 de Octubre 1999, Página 58.