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Diminution record d'ozone au pôle nord

04-04-2011

Communiqué de presse CNRS-INSU / UPMC / UVSQ

Des conditions météorologiques exceptionnelles conduisent à une diminution d’ozone sans précédent en arctique ces dernières semaines. Les observations (sol et satellite) par les chercheurs du LATMOS-IPSL 1 et les modèles français indiquent une diminution qui atteint environ 40% à la fin du mois de mars. Ce phénomène s’explique par un hiver stratosphérique très froid et persistant qui a conduit à une prolongation inhabituelle de la destruction de l’ozone jusqu’au printemps.

La couche d'ozone agit comme un bouclier qui protège la vie sur terre des rayons ultraviolets nocifs. Les concentrations en ozone sont surveillées en continu depuis qu’un traité international, le Protocole de Montréal signé en 1987, réglemente la production des halocarbures, des composés chimiques qui contiennent du chlore et du brome et qui sont à l’origine de la destruction de l’ozone dans la stratosphère (la partie de l’atmosphère qui s’étend de ~10 à ~50 km). Comme ces composés persistent dans l’atmosphère durant plusieurs dizaines d’années, il faudra donc plusieurs décennies avant que leurs concentrations retrouvent le niveau d'avant 1980. En Antarctique, le « trou d'ozone » (qui correspond à une destruction de plus de la moitié du contenu total d’ozone au printemps) est un phénomène récurrent en raison des températures extrêmement basses dans la stratosphère chaque hiver. En Arctique les températures hivernales sont en moyenne plus élevées et les conditions météorologiques varient beaucoup d’une année à l’autre. Les conditions ne sont donc pas toujours réunies pour qu’une diminution importante d’ozone soit observée au pôle nord. Cette année les conditions météorologiques extrêmes sont responsables de l’évènement record observé.

Les chercheurs du LATMOS-IPSL 1 disposent d’une série de stations de mesures 2 , et d’observations par sondage infrarouge 3 et UV-visible 4 , pour surveiller l’ozone au jour le jour, tout autour du globe. Ils réalisent également des simulations 5 . Les observations font partie du dispositif international d’observation continue des concentrations en ozone, sous l’égide de l’Organisation mondiale météorologique (OMM) et du Programme des Nations Unies sur l’environnement (PNUE). Les observations de cet hiver ont montré une diminution importante, qui couvre une zone étendue, durant plusieurs semaines (figure 1 ci-dessous). La persistance et l’intensité de l’évènement sont exceptionnelles (figure 2 ci-contre).

Figure 2. Diminution d’ozone en Arctique chaque année depuis 1994 estimé à partir des mesures du réseau SAOZ.
© Florence Goutail - LATMOS


Actuellement, des équipes françaises 6 et européennes sont mobilisées sur le terrain au-delà du cercle polaire (Kiruna, Suède) pour échantillonner finement ces conditions exceptionnelles à l'aide d'instruments embarqués sous ballons stratosphériques opérés par le CNES 7 . Les instruments de la station d'observation en Haute Provence permettront de détecter un éventuel impact sur les plus basses latitudes.


Tant que le contenu de la stratosphère en chlore et en brome demeure élevé, une forte diminution d’ozone semblable à celle observée cette année pourra se reproduire lors d’hivers arctiques exceptionnellement froids. La destruction de l'ozone stratosphérique se produit dans les régions polaires lorsque les températures descendent en dessous de -80 °C. A ces températures des nuages se forment dans la basse stratosphère et des réactions chimiques transforment des composés issus des halocarbures – et inoffensifs vis-à-vis de l’ozone –, en composés actifs. Ces processus conduisent à une destruction rapide de l'ozone au retour de la lumière solaire au-dessus du pôle. Selon le dernier rapport international d’évaluation de l’état de la couche d’ozone, l'ozone devrait retrouver son niveau des années 1980 autour de 2045-60 au pôle sud, et probablement une ou deux décennies plus tôt au pôle nord. Sans le Protocole de Montréal, la destruction de l'ozone cette année aurait été bien pire.


Trou d'ozone en Arctique

Distribution d’ozone mesurée par l’instrument IASI à bord du satellite MetOp, du 1er au 29 mars 2011. Les couleurs jaunes à rouges indiquent les régions avec de fortes concentrations d’ozone, les couleurs bleues indiquent des concentrations deux fois plus basses. Les structures grises sont des nuages.
© Maya George - LATMOS



Notes

  1. Le Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales (CNRS/UVSQ/UPMC) de l'IPSL
  2. Réseau de mesure SAOZ en région arctique et mesures par sondes sous ballon et lidar à l’Observatoire de Haute-Provence
  3. Satellite IASI/MetOp
  4. Satellite GOMOS/ENVISAT
  5. Modèle Reprobus
  6. du Laboratoire de physique moléculaire pour l'atmosphère et l'astrophysique - LPMAA (CNRS/UMPC) de l’IPSL, du Laboratoire de physique et chimie de l'environnement et de l'Espace - LPCEE (CNRS/Université d’Orléans) et du Groupe de spectrométrie moléculaire et atmosphérique - GSMA (CNRS/Université de Reims)
  7. Projet ENRICHED


Plus d'information

Dernier rapport OMM et PNUE sur l’état de la couche d’ozone

Communiqué de presse de l'OMM (15,80 kB)



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