Ufficio federale di meteorologia e climatologia MeteoSvizzera

La serie lunga di rilevamento dell'ozono in Svizzera


La Svizzera dispone di serie molto lunghe di rilevamento dell'ozono (vedi anche Ozone Monitoring), dati pure forniti ai centri mondiali di raccolta. Più avanti trovate un riassunto generale del tema, per ulteriori informazioni si consiglia comunque di prendere contatto con gli specialisti di MeteoSvizzera, in particolare per quanto concerne ricerche scientifiche.

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La fascia di ozono stratosferico si trova tra 10 e 40 km di altezza ed è di vitale importanza per tutti gli organismi viventi. L'ozono in alta concentrazione in questa zona assorbe una notevole parte delle radiazioni UV emesse dal sole. Un elevato tasso di radiazioni UV, in particolare a onda molto corta, può essere dannoso per le persone, così come per animali e piante.

 

Arosa: ozono totale nell'atmosfera

Le prime misurazioni dell'ozono atmosferico furono iniziate ad Arosa già nel 1926 da parte del Prof. P. Götz del Politecnico federale di Zurigo, con l'ausilio di uno spettrofotometro, sviluppato in Inghilterra dal Prof. Dobson. Da allora, i rilevamenti sono stati effettuati praticamente senza interruzioni, anche se utilizzando diversi strumenti. Ciò permette comunque di seguire l'evoluzione del tasso di ozono nell'atmosfera per quasi un secolo. Dai dati rilevati con i diversi strumenti di Dobson è stata ricavata una serie omogenea, elaborando i valori con grande cura. Il grafico ne illustra l'andamento.
ozono atmosferico ad Arosa

Fig. 1: Andamento dell'ozono atmosferico rilevato in Svizzera ad Arosa dal 1926 (NB: l'ordinata non inizia da zero).

Grafico.jpg, 39 KB

Il file seguente (in formato testo) contiene i dati giornalieri del tasso d'ozono rilevato ad Arosa dal 1926.

OzonoArosa.txt, 307 KB

 


Le linee orizzontali nel grafico sopra indicano il periodo di impiego dei diversi strumenti Dobson e Brewer, utilizzati per i rilevamenti, mentre i punti identificano i valori medi annui più attendibili trovati per la concentrazione di ozono atmosferico (di cui la maggior parte è situata nella bassa stratosfera). La lunga serie di dati mostra una diminuzione dell'ozono tra il 1970 e il 1995 circa. La diminuzione comporta circa 17 unità Dobson, rispettivamente il 5% della media 1926-1970. L'inizio della diminuzione può essere messa in relazione con il forte aumento di imissioni di sostanze che distruggono l'ozono. Nel periodo 1991-92  anche i gas emessi da alcune grandi eruzioni vulcaniche hanno contribuito alla perdita di ozono.

 

Per contro, a partire dalla metà degli anni '90 del secolo scorso sopra la Svizzera lo strato di ozono nell'insieme non ha più subito diminuzioni di rilievo. Anche nel resto del mondo è stata rilevata una tendenza analoga, anche se il buco nello strato dell'ozono sopra l'antartico si forma ancora regolarmente. Sembra così che la messa al bando delle sostanze nocive per l'ozono stia dando i primi risultati positivi, anche se è prematuro tirare conclusioni definitive. Un ristabilimento della fascia d'ozono potrà essere confermata solo nei prossimi decenni. Nel 2010 il buco dell'ozono sopra l'antartico e l'ozono perso sono stati i più ridotti da 5 anni (i massimi risalgono al 2000 e 2006).

 

Payerne: profilo verticale dell'ozono

Oltre ai rilevamenti dell'ozono atmosferico sopra Davos, nel 1966 iniziarono le misurazioni dell'ozono per mezzo del pallone sonda. Il Prof. H. U. Dütsch del Politecnico federale di Zurigo curò il sistema di misurazione dell'ozono con un rilevatore chimico tra il suolo e la quota di circa 33 km.

Nel 1968 queste misure furono rilevate dalla stazione aerologica di meteoSvizzera a Payerne, dato che qui era già eseguito il radiosondaggio meteorologico (pressione, temperatura, umidità e vento) con l'apposito pallone).
Il sondaggio dell'ozono è effettuato il lunedì, mercoledì e venerdì e permette di rilevare in continuazione il tasso di ozono attraverso tutti gli strati dell'atmosfera.
Zeitreihen der monatlichen Ozonkonzentrationen

Fig. 2: Serie mensile del tasso d'ozono a tre diversi livelli di pressione: 700 hPa (ca. 3 km slm), 40 hPa (ca. 22 km slm) e 20 hPa (ca. 27 km slm), per il periodo 1967 - 2009.

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Mittlerer Jahresverlauf des Ozons

Fig. 3: Andamento annuale medio del tasso d'ozono (in nanobar) su tutto il periodo di misurazione. Le unità a destra del grafico indicano l'altezza in km, a sinistra i livelli di pressione in hPa. La linea nera poco sopra i 10 km segna l'altezza media della tropopausa (la tropopausa segna la zona di transizione tra la troposfera e la stratosfera).

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Ozonkonzentrationen 1970-1995

Fig. 4: Evoluzione del tasso di ozono durante il periodo 1970-1995 a diverse altezze nell'atmosfera. La variazione è espressa in percento al decennio.

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Sopra ca. 15 km di altezza (nella stratosfera) tra il 1970 e il 1995 il tasso di ozono è diminuuito, mentre sotto ca. 10 km (nella troposfera) è aumentato (vedi grafico sopra). La fascia senza valori tra 10 e 15 km indica la zona dove statisticamente le variazioni non sono state significative. Le variazioni della concentrazione del tasso d'ozono sono rappresentati come valori medi (punti neri) e l'intervallo di confidenza del 95% con la fascia grigia.

Tutti i valori sono statisticamente rilevanti, in quanto la fascia grigia non tocca mai l'asse zero. Per l'elaborazione statistica è stato tenuto conto dei fattori che influiscono sul cambiamento del clima, quali l'attività solare, eruzioni vulcaniche e la circolazione atmosferica generale. Le variazioni riportate dal grafico possono così essere per la gran parte attribuite all'influsso dell'uomo. Dal momento che la concentrazione di ozono nella stratosfera è molto più grande che nella troposfera (vedi fig. 3), il bilancio totale è negativo. Di conseguenza, in questi 25 anni l'effetto di protezione dell'ozono si è ridotto. La linea verticale rossa tratteggiata indica la diminuzione percentuale globale dell'ozono nell'atmosfera sopra l aSvizzera, mentre le due linee punteggiate riportano l'intervallo di confidenza del 95%.

 

Ozono 19996-2009

Fig. 5: Evoluzione del tasso di ozono durante il periodo 1996-2009 a diverse altezze nell'atmosfera. La variazione è espressa in percento al decennio.

Rispetto alla figura 4, nella figura sopra cambia il periodo di rilevamento, questa volta per gli anni 1996-2009. Sopra la Svizzera tra circa 15 e 18 km di altezza (bassa stratosfera), la concentrazione di ozono è sempre in diminuzione, al disopra di 18 km appare invece una tendenza al rialzo, che però non è significativa al 95%. La fascia senza valori tra 10 e 15 km indica la zona dove statisticamente non sono stati trovati cambiamenti. Al disotto dei 10 km (troposfera) la concentrazione diminuisce, anche se non significativa al 95% per tutte le quote (la fascia grigia tocca l'asse zero). Come per la precedente elaborazione, è stato tenuto conto dei fattori che influiscono sul cambiamento del clima, quali l'attività solare, eruzioni vulcaniche e la circolazione atmosferica generale. Il rallentamento della distruzione dell'ozono può essere attribuito agli sforzi della comunità internazionale di salvaguardare la fascia d'ozono. La linea rossa tratteggiata mostra la variazione globale (con l'intervallo di confidenza del 95%), il valore zero indica così che dal 1995 l'effetto di protezione dai raggi UV è restato costante.

 

Un continuo monitoraggio dell'ozono risulta oltremodo importante per poter verificare se il trend positivo continuerà anche in futuro.

 

Bibliografia

Appenzeller C., Weiss A.K. and Staehelin J., North Atlantic Oscillation modulates total ozone winter trends, Geophys. Res. Let., 27, 1131-1134, 2000.

Weiss A.K., Staehelin J., Appenzeller C., Harris N. R. P., Chemical and dynamical contributions to ozone profile trends of the Payerne (Switzerland) balloon soundings, J. Geophys. Res. Vol. 106 , No. D19 , p. 22,685, 2000.

Staehelin J., Harris N. R. P., Appenzeller C., Eberhard J., Ozone trends: A review, Rev. Geophys. Vol. 39 , No. 2 , p. 231, 2001

Jeannet P., Favaro G., Stübi R., Re-evaluation and trend analysis of the Payerne ozone soundings, Publication of MeteoSwiss Nr. 63, June 2002.

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