Una investigación que se propuso resolver parte de la incertidumbre en las fuentes y cantidades de contaminantes que llegan a la Antártida ha producido una nueva técnica experimental para identificar y caracterizar el aire recientemente influenciado por la tierra que llega a la Antártida.

El estudio, que fue publicado en el Revista de investigación geofísica :Atmósferas, se llevó a cabo en colaboración con el Instituto de Investigación Polar de Corea, Universidad de Bolonia, y el Instituto Nacional Brasileño de Investigaciones Espaciales, y fue financiado en parte por la Fundación Australia-Corea.

La investigación antártica brinda oportunidades para comprender los cambios a largo plazo en el clima global y obtener una mejor comprensión de la circulación atmosférica a escala hemisférica y mundial.

El estudio se basó en las mediciones de radón recopiladas mediante detectores de radón de dos filtros y circuito de flujo dual, fabricado e instalado por ANSTO, que estaban ubicadas en dos estaciones coreanas en la Antártida. Los detectores son considerados los mejores del mundo.

El radón proporciona una evidencia inequívoca de las influencias terrestres en las masas de aire en las últimas dos o tres semanas.

"Nuestros colegas del Instituto Coreano de Investigación Polar querían saber más sobre la contaminación que llega a la Antártida, ", dijo el autor principal, el Dr. Scott Chambers (abajo a la derecha).

"Buscaban los tipos de contaminación que llegan allí, de dónde viene, cómo se diluye en el viaje y cuánto se pierde por mezcla y difusión ".

El Instituto de Investigación Polar de Corea opera dos bases donde miden las concentraciones de radón, gases traza, y aerosoles, la nueva estación Jang Bogo en Terra Nova Bay a una latitud de 75 grados sur, y en la estación King Sejong en la isla King George a 62 grados sur.

Las concentraciones de radón de la estación de Jang Bogo estaban sujetas a vientos catabáticos (alimentados por el hundimiento troposférico), así como las emisiones de las Montañas Transantárticas y los volcanes cercanos, mientras que las concentraciones de radón de la estación King Sejong eran más características de las condiciones marinas "de referencia".

Esta diferencia llevó a Chambers y sus colegas a investigar más a fondo para asegurar la efectividad del uso del radón como un trazador atmosférico de reciente influencia terrestre.

"Tenía curiosidad por saber cuánta variabilidad había en los contaminantes antropogénicos que llegaban a la Antártida a través de diferentes partes de la atmósfera".

El transporte atmosférico de contaminación a la Antártida tiene lugar en dos capas:la capa límite marina y la troposfera; cada uno de los cuales está influenciado por diferentes procesos.

Los fenómenos meteorológicos sinópticos transportan mucha contaminación dentro de la capa límite, que se extiende de uno a un kilómetro y medio sobre tierra y de 400 a 600 metros sobre el océano.

Eventos de convección y frentes fríos, por otra parte, puede elevar contaminantes desde cerca de la superficie hacia la troposfera, donde puedan ser transportados por otros mecanismos. En casos extremos, la contaminación también puede llegar a la estratosfera.

La mayor parte de la contaminación que llega a la Antártida, ya sea dentro de la capa límite marina o la troposfera, proviene de las regiones del hemisferio sur. Sin embargo, un pequeño porcentaje de los contaminantes del hemisferio norte también llega a la Antártida después del transporte dentro de la estratosfera.

Las lecturas de radón en la Antártida pueden complicarse por los flujos catabáticos que son causados ​​por las influencias combinadas de las temperaturas superficiales frías y la gran elevación de la masa terrestre continental y la capa de hielo.

Estación de Jang Bogo, en la bahía de Terra Nova, está situado en un lugar costero donde está sujeto a flujos catabáticos. Cerca de este sitio, la elevación del terreno cambia del nivel del mar a más de 3, 000 metros en una distancia de menos de 100 kilómetros.

En el lado de sotavento de la cordillera, una corriente de aire muy frío, que se ha enfriado sobre la elevada meseta congelada del interior de la Antártida oriental, viene volando hacia abajo.

"Si estás aspirando aire de la plataforma antártica, tiene que ser reemplazado de algún lugar y proviene de la troposfera o la estratosfera, "dijo Chambers.

"Estaba mirando los eventos de viento cuesta abajo y noté que los flujos catabáticos en particular, períodos de viento que ocurren entre la medianoche y el amanecer, son mucho más fríos y secos que el aire que ha sido forzado sinópticamente sobre el continente antártico ".

Chambers supuso que si mide en ubicaciones costeras de la Antártida oriental, donde el interior tiene gran elevación, Las observaciones de humedad se pueden utilizar para separar las masas de aire de la capa límite y la troposférica, y las observaciones de radón se pueden utilizar para "clasificar" estas categorías de acuerdo con el tiempo transcurrido desde el último contacto terrestre, donde residen la mayoría de las fuentes de contaminación.

"La información meteorológica puede distinguir entre los mecanismos de transporte de la contaminación, y las observaciones de radón se pueden utilizar para clasificar cada parcela de aire con un "potencial de contaminación":el tiempo transcurrido desde el último contacto con la tierra ".

"Aunque no todo el aire que ha estado sobre el océano durante mucho tiempo estará limpio, estudios anteriores han demostrado que el aire que ha estado lejos de la tierra por más tiempo con (las concentraciones más bajas de radón), proporciona las mejores estimaciones de las condiciones 'de referencia' (aire limpio) para las investigaciones mundiales de gases de efecto invernadero ".

"Esta nueva capacidad experimental para identificar simplemente eventos de hundimiento troposférico, y posteriormente caracterizar su alcance de contacto reciente con la tierra, proporciona información crucial sobre los mecanismos de transporte atmosférico del hemisferio sur y las escalas de tiempo.

La fidelidad de los modelos climáticos globales dicta la precisión de nuestras predicciones climáticas. Por tanto, es muy importante mejorar continuamente los parámetros que describen el sistema y determinan su transporte y mezcla.

El costo y la carga logística significativa asociados con la realización de mediciones en la Antártida y el remoto Océano Austral limitan el número de observaciones que se pueden realizar en esta importante parte del mundo.

También es importante dejar la región lo más prístina posible. Necesitamos trabajar de forma más inteligente no más difícil, con el número limitado de estaciones de observación disponibles para asegurarnos de que podemos sacarles el mayor valor posible. Los trazadores radiactivos naturales como Radon-222 son una parte importante del conjunto de herramientas necesario para esta tarea, y con esto ANSTO lidera actualmente el camino, "dijo Chambers.

Si bien el estudio inicial de Chambers se centró solo en las mediciones de radón, Desde entonces ha demostrado que la técnica de análisis se puede aplicar para caracterizar concentraciones de otros gases, como el metano, CO2, ozono o mercurio, por separado dentro de la troposfera antártica y la capa límite marina.

"Colegas de Europa y Estados Unidos han ofrecido conjuntos de datos porque están interesados ​​en evaluar la influencia de diferentes procesos de transporte y restringir mejor el ciclo químico en la Antártida costera y la meseta antártica".