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Etabli pour faire face au déclin spectaculaire de la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique découvert dans les années 1980 et à son amincissement progressif aux latitudes moyennes, le Protocole de Montréal de 1987 prescrit l’élimination progressive des substances chimiques les plus nuisibles à l’ozone, ainsi que l’évaluation scientifique périodique des effets réels de ce protocole et de ses amendements successifs.
C’est dans ce cadre que l’IASB participe à la coordination de la communauté d’évaluation scientifique LOTUS, qui a fourni des preuves concluantes d’un début de rétablissement de l’ozone dans la stratosphère supérieure depuis l’an 2000. Il est plus difficile de tirer des conclusions aussi fermes sur l’évolution de l’ozone dans la basse stratosphère, où les mesures sont entachées d’incertitudes plus importantes et où domine une variabilité naturelle élevée, en particulier celle liée à l’oscillation australe El Niño (ENSO).
Ozone stratosphérique et oscillation australe El Niño
L’ENSO est un cycle naturel de réchauffement (El Niño) et de refroidissement (La Niña) de l’océan Pacifique est tropical apparaissant tous les deux à sept ans. Ce phénomène exerce une forte influence sur la circulation océanique et atmosphérique mondiale, et produit des effets observables à la fois dans la troposphère et la stratosphère (Figure 2).
Les observations montrent que la concentration en ozone dans la stratosphère inférieure tropicale diminue pendant les épisodes El Niño, lorsque le transport de l’air troposphérique pauvre en ozone vers la stratosphère se fait plus rapide. Par conséquent, la quantification précise des tendances à long terme de l’ozone visée par LOTUS nécessite la prise en compte minutieuse de cette variabilité interannuelle, et en particulier dans la stratosphère inférieure.
Estimation du temps de réponse de l’ozone à l’ENSO
Les tendances à long terme de l’ozone sont généralement dérivées de longues séries de mesure dans lesquelles on identifie par des méthodes statistiques de régression les sources connues de variabilité interannuelle, y compris l’ENSO. Ces analyses ont pour hypothèse de travail commune que les concentrations d’ozone stratosphérique sont modulées instantanément par les événements ENSO, bien que cela n’a pas encore été vérifié quantitativement à l’aide d’observations.
Pour lever cette incertitude des chercheurs de l’IASB ont réalisé, dans le cadre du projet BRAIN-be 2.0 TAPIOWCA, une étude approfondie de la réponse de l’ozone stratosphérique aux signaux ENSO en utilisant trois ensembles de jeux de données acquis entre 1984 et 2023 par plusieurs satellites reconnus pour leur qualité, leur bonne sensibilité aux diverses oscillations atmosphériques et leur stabilité à long terme.
Résultats et conséquences
Les résultats de cette étude montrent que l’ozone de la stratosphère inférieure tropicale réagit à l’ENSO avec un décalage d’environ 2 à 6 mois (Figure 3).
Des temps de réponse plus longs, de 3 à 9 mois, sont observés dans la stratosphère supérieure tropicale et des latitudes moyennes, ainsi que dans la stratosphère inférieure des latitudes moyennes, bien que ces estimations soient assorties d’une incertitude nettement plus élevée. La prise en compte de ces temps de réponse à l’ENSO dans les analyses de régression modifie les estimations de la tendance de l’ozone par moins de 0,5 % par décennie. Elle réduit les incertitudes associées d’une valeur comparable. Ces ajustements demeurent faibles par rapport à l’amplitude typique des tendances (1–2 % par décennie) et aux incertitudes (2–3 % par décennie) observées dans la stratosphère inférieure.
En conclusion, la prise en compte du caractère non instantané de la réponse à l’ENSO améliore la précision des régressions et nous avons désormais une meilleure confiance dans le fait que l’ENSO n’exerce qu’une influence mineure sur les conclusions relatives aux tendances à long terme de l’ozone stratosphérique.
