Les niveaux d’ozone au-dessus de l’Arctique ont atteint un minimum record en mars, rapportent des chercheurs de la NASA. Une analyse des observations par satellite montre que les niveaux d’ozone ont atteint leur point le plus bas le 12 mars à 205 unités Dobson.
Si de tels niveaux bas sont rares, ils ne sont pas sans précédent. Des niveaux d’ozone bas similaires ont été enregistrés dans la haute atmosphère, ou stratosphère, en 1997 et 2011. En comparaison, la plus faible valeur d’ozone observée en mars dans l’Arctique se situe généralement autour de 240 unités Dobson.
« Le faible niveau d’ozone arctique de cette année se produit environ une fois par décennie », a déclaré Paul Newman, scientifique en chef des sciences de la Terre au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. « Pour la santé globale de la couche d’ozone, c’est inquiétant car les niveaux d’ozone arctique sont généralement élevés en mars et avril. »
L’ozone est une molécule très réactive composée de trois atomes d’oxygène qui existe naturellement en petites quantités. La couche d’ozone stratosphérique, située à environ 7 à 25 miles au-dessus de la surface de la Terre, est un écran solaire naturel, absorbant les rayons ultraviolets nocifs qui peuvent endommager les plantes et les animaux et affecter les personnes en provoquant des cataractes, des cancers de la peau et des systèmes immunitaires supprimés.
L’appauvrissement de l’ozone de l’Arctique en mars a été causé par une combinaison de facteurs qui ont surgi en raison d’événements de « vagues » de la haute atmosphère inhabituellement faibles de décembre à mars. Ces vagues entraînent des mouvements d’air dans la haute atmosphère, semblables aux systèmes météorologiques que nous connaissons dans la basse atmosphère, mais à une échelle beaucoup plus grande.
Dans une année typique, ces vagues remontent de la basse atmosphère des latitudes moyennes pour perturber les vents circumpolaires qui tourbillonnent autour de l’Arctique. Lorsqu’elles perturbent les vents polaires, elles font deux choses. Tout d’abord, elles apportent avec elles de l’ozone provenant d’autres parties de la stratosphère, reconstituant ainsi le réservoir au-dessus de l’Arctique.
« Pensez-y comme si vous aviez une cuillerée de peinture rouge, un faible taux d’ozone au-dessus du pôle Nord, dans un seau de peinture blanche », a déclaré Newman. « Les vagues remuent la peinture blanche, des quantités plus élevées d’ozone dans les latitudes moyennes, avec la peinture rouge ou le faible taux d’ozone contenu par le fort courant jet qui tourne autour du pôle. »
Le mélange a un deuxième effet, qui est de réchauffer l’air arctique. Les températures plus élevées rendent alors les conditions défavorables à la formation de nuages stratosphériques polaires. Ces nuages permettent la libération de chlore pour les réactions d’appauvrissement de la couche d’ozone. Le chlore et le brome appauvrissant la couche d’ozone proviennent des chlorofluorocarbones et des halons, des formes chimiquement actives de chlore et de brome dérivées de composés artificiels qui sont désormais interdits par le protocole de Montréal. Le mélange stoppe cet appauvrissement de l’ozone dû au chlore et au brome.
En décembre 2019 et de janvier à mars 2020, les événements de vagues stratosphériques étaient faibles et n’ont pas perturbé les vents polaires. Les vents ont donc agi comme une barrière, empêchant l’ozone provenant d’autres parties de l’atmosphère de reconstituer les faibles niveaux d’ozone au-dessus de l’Arctique. En outre, la stratosphère est restée froide, entraînant la formation de nuages stratosphériques polaires, qui ont permis à des réactions chimiques de libérer des formes réactives de chlore et de provoquer un appauvrissement de l’ozone.
« Nous ne savons pas ce qui a fait que la dynamique des vagues a été faible cette année », a déclaré Newman. « Mais nous savons que si nous n’avions pas cessé de mettre des chlorofluorocarbones dans l’atmosphère grâce au protocole de Montréal, l’appauvrissement de l’Arctique cette année aurait été bien pire. »
Depuis 2000, les niveaux de chlorofluorocarbones et d’autres substances appauvrissant la couche d’ozone produites par l’homme ont diminué de façon mesurable dans l’atmosphère et continuent de le faire. Les chlorofluorocarbones sont des composés à longue durée de vie qui mettent des décennies à se décomposer, et les scientifiques s’attendent à ce que les niveaux d’ozone stratosphérique retrouvent les niveaux de 1980 d’ici le milieu du siècle.
Les chercheurs de la NASA préfèrent le terme d' »appauvrissement » au-dessus de l’Arctique, car malgré la baisse record de la couche d’ozone cette année, la perte d’ozone est encore beaucoup moins importante que le « trou » d’ozone annuel qui se produit au-dessus de l’Antarctique en septembre et octobre pendant le printemps de l’hémisphère Sud. À titre de comparaison, les niveaux d’ozone au-dessus de l’Antarctique tombent généralement à environ 120 unités Dobson.
La NASA, ainsi que la National Oceanic and Atmospheric Administration, surveillent l’ozone stratosphérique à l’aide de satellites, notamment le satellite Aura de la NASA, le satellite Suomi National Polar-orbiting Partnership de la NASA-NOAA et le Joint Polar Satellite System NOAA-20 de la NOAA. Le sondeur de limbe à micro-ondes à bord du satellite Aura estime également les niveaux stratosphériques de chlore destructeur d’ozone.
Pour voir les dernières données sur l’ozone stratosphérique, visitez https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/.