Cos'è l'ozono

La quasi totalità dell'ozono del nostro Pianeta è concentrata nella stratosfera: nell'alta atmosfera dove è elevata la quantità di UV, l'ossigeno è prevalente allo stato atomico; scendendo nella stratosfera, l'aria diventa più densa, l'assorbimento di UV aumenta e si raggiunge la massima concentrazione di ozono intorno ai 20 km. La quantità di ozono al di sopra di un certo punto della superficie terrestre è misurata in Unità Dobson (DU): è minima ai tropici (circa 260 DU) e più elevata altrove.
L'ozono stratosferico ha un fondamentale ruolo nell'assorbire gran parte delle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole gravemente nocive ai viventi sulla Terra: dal cancro alla pelle a danneggiamenti alla vegetazione.

Cos'è il buco nell'ozonosfera?

Il buco nell'ozonosfera che si osserva sull'Antartide, caratterizzato dall'estrema riduzione della concentrazione di ozono, comincia a svilupparsi ogni anno in agosto, raggiunge la sua massima estensione all'inizio di ottobre e scompare all'inizio di dicembre. La perdita di ozono in questo periodo è di circa il 50%; il fenomeno si è accentuato negli ultimi anni: da valori medi in ottobre di 300-250 DU degli anni '70 si è scesi alle 150 DU degli anni '90. La scoperta si deve a tre ricercatori del British Antarctic Survey (Farman, Gordiner e Shaklin), che nel 1984 annunciarono i risultati di molti anni di misure effettuate al di sopra di Halley Bay. Le misure effettuate dal Total Ozone Mapping Spectrometre (TOMS) montato sul satellite Nimbus-7 mostrarono che la riduzione dell'ozono avviene su tutto il continente ed è centrata sul Polo Sud. A causa della sua forma, questo fenomeno divenne immediatamente noto come Antarctic Ozone Hole. Sin dallinizio delle ricerche fu chiaro che la notevole riduzione stagionale della concentrazione di ozono doveva essere la causa di una combinazione di fattori quali le temperature estremamente basse al di sopra dell'Antartide, la presenza del vortice polare e l'aumento del contenuto di cloro nell'atmosfera.

Ozono totale misurato il 20 Ottobre 1998

(il buco sopra l'Antartide è ben evidente)

Ozono totale misurato il 20 Febbraio 1999 

Perché e quando si forma il buco nell'ozonosfera?

I ritrovamenti di elevati contenuti di monossido di cloro al di sopra dell'Antartide hanno fatto puntare il dito accusatore sui clorofluorocarburi (CFC), apparentemente sicuri ed inerti composti largamente utilizzati nell'industria del freddo e come propellenti di aerosol, sin dagli anni venti, la cui utilizzazione è attualmente bandita a livello internazionale.

Le condizioni per lo sviluppo del buco nellíozonosfera sono:
- formazione di un vortice polare, durante l'inverno, che porta all'isolamento dell'aria al suo interno rispetto a quella delle medie latitudini;
- forte abbassamento della temperatura all'interno del vortice tale da consentire la formazione delle nubi polari stratosferiche;
- sviluppo di reazioni eterogenee sulla superficie delle nubi polari stratosferiche, denitrificazione e deidratazione della stratosfera e conversione di specie di cloro inattive in specie attive;
- nessuna distruzione di ozono si determina sino a quando il ritorno della luce solare, all'inizio della primavera, innesca la dissociazione delle specie attive in cloro atomico e quindi l'inizio del ciclo catalitico di distruzione dell'ozono; il processo è a questo punto rapidissimo e progressivo per i successivi due mesi.

Nel 1987 è stato raggiunto un accordo a livello governativo sulle sostanze che distruggono l'ozono, accordo definito dal Protocollo di Montreal. Tale protocollo ha come fine la riduzione, ed infine l'eliminazione, di sostanze antropogeniche che distruggano l'ozono. Già oggi si sta osservando una riduzione di concentrazione di CFC nella troposfera, a seguito dei trattati internazionali. Entro i primi anni del nuovo millennio si dovrebbe giungere al massimo di concentrazione di CFC nella stratosfera; a partire da quel momento si prevede che dovrebbe iniziare un lento declino della concentrazione di CFC, con conseguente recupero dell'ozono stratosferico.

Il progetto Airborne Polar Experiment (APE)

Il progetto APE nasce da un'iniziativa della European Science Foundation per effettuare misure dirette ed indirette della stratosfera all'interno dei vortici polari. Il progetto si basa sull'utilizzo dell'aereo stratosferico russo M-55 Geophysica, quale piattaforma sulla quale installare vari tipi di strumenti di misura di diverse istituzioni europee. Fra altri obiettivi scientifici, APE si propone di studiare i meccanismi di produzione e distruzione dell'ozono nelle regioni polari, gli effetti dinamici dei vortici polari sulla distribuzione dell'ozono, il ruolo degli aerosol originati da grandi eruzioni vulcaniche nella deplezione dell'ozono.