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Trous d’ozone exceptionnels en 2019 et 2020 suivi par Copernicus

News flash intro
Le service européen de surveillance atmosphérique Copernicus (CAMS) et l’IASB ont suivi, en temps réel, trois trous d’ozone exceptionnels et consécutifs. De septembre à novembre 2019, le trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique a été exceptionnellement faible et de courte durée ; en 2020 il a été exceptionnellement profond et a duré beaucoup plus longtemps que d’habitude ; et de février à avril 2020 un trou d’ozone est apparu au-dessus de l’Arctique alors que cela n’était pas arrivé depuis 2011. Ces évènements extrêmes sont dus à une météorologie exceptionnelle au-dessus des pôles.
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L’Europe surveille la couche d’ozone avec la participation de l’IASB

Copernicus est le programme européen d’observation de la Terre qui surveille notre planète et son environnement. Le service européen de surveillance atmosphérique Copernicus (CAMS) combine des observations satellitaires avec un modèle météorologique et chimique pour livrer en continu des données et informations sur la composition atmosphérique. L’IASB fournit deux services à CAMS:

La couche d’ozone stratosphérique est un thème important pour CAMS et l’IASB car elle protège la vie à la surface du rayonnement UV nocif.

Des trous d’ozone chaque printemps en Antarctique mais beaucoup plus rares en Arctique

Un “trou d’ozone” apparait chaque année au-dessus de l’Antarctique, de septembre à novembre, parce que les températures glaciales de l’’hiver causent des nuages polaires stratosphériques (PSC). Avec le retour de la lumière solaire, des réactions destructrices de l’ozone sont déclenchées par des composés chlorés et bromés aux surfaces de ces PSC.

La production industrielle de ces polluants a cessé mais ils ont une longue durée de vie et la météorologie joue un rôle clé : entourée par l’océan austral, l’Antarctique est isolée chaque hiver par un vortex polaire fort et stable qui cause des températures très basses et donc les PSC. Ce mécanisme est beaucoup plus rare en Arctique parce que sa topographie autour du Pôle Nord est beaucoup moins symétrique.

CAMS surveille trois trous d’ozone consécutifs qui battent des records en 2019 et 2020

La variabilité des dynamiques des vortex polaires a été exceptionnelle pendant ces deux années, dans les deux hémisphères.

  • Fin août 2019, le vortex antarctique s’est rapidement affaibli et les températures stratosphériques ont brutalement augmenté, menant au trou d’ozone le plus faible et le plus éphémère observé depuis au moins 2002.
  • Un évènement opposé est apparu l’année suivante: le vortex était très intense et est resté stable beaucoup plus longtemps que d’habitude, continuant à tourner autour du Pôle Sud et contenant encore un profond trou d’ozone à la mi-décembre 2020.

     

  • Au-dessus de l’Arctique, en avril 2020, un vortex polaire exceptionnellement grand pour l’hémisphère Nord s’est développé menant à des PSC et à la destruction de l’ozone. Le trou d’ozone qui s’en est suivi était plus grand et profond qu’au cours des deux évènements précédemment connus, en 1997 et 2011.

La suite opérationnelle de prévisions à cinq jours du CAMS a pu saisir correctement ces faibles concentrations d'ozone. Les performances des suites CAMS sont surveillées en permanence (Evaluation of global forecasts) et évaluées dans des rapports trimestriels (Evaluation and Quality Assurance reports) auxquels l’IASB contribue en utilisant les mesures disponibles dans les réseaux internationaux tels que le NDACC, Network for the Detection of Atmosphere Composition Change.

Ces évènements extrêmes ne sont pas dus à un problème qui mettrait en doute l’efficacité du Protocole de Montréal qui interdit les produits chimiques destructeurs de l’ozone. Ils sont plutôt dus à une variabilité exceptionnelle de la météorologie polaire, et les recherches continuent pour déterminer si cette variabilité augmentée est une conséquence du changement de climat.

 

Référence:

Inness, A., Chabrillat, S., Flemming, J., Huijnen, V., Langenrock, B., Nicolas, J., Polichtchouk, I. and Razinger M.: Exceptionally low Arctic stratospheric ozone in spring 2020 as seen in the CAMS reanalysis,J. Geophys. Res.: Atmospheres, 125, e2020JD033563, doi:10.1029/2020JD033563, 2020.

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Analyses de la concentration d’ozone dans la basse stratosphère par CAMS au milieu du printemps arctique (colonne de gauche) et à la fin du printemps antarctique (colonne de droite): en 2018, année typique; en 2019, pas de trou d’ozone; et en 2020, avec des trous d’ozone exceptionnels au-dessus de l’Arctique et de l’Antarctique.
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Figure 3 caption (legend)
Validation de la colonne totale d’ozone au-dessus de Thule (Groenland) en 2018, 2019 and 2020 comparant les analyses (points rouges) et prévisions à 5 jours (points oranges) par CAMS avec des observations par l’instrument IRTF du réseau NDACC (points noirs). Des valeurs exceptionnellement faibles ont été atteintes au printemps 2020. Les mesures ont été fournies par J. Hannigan et sont disponibles au sein du Réseau pour la détection des changements de composition atmosphérique (NDACC).
Publication date