Évaluation scientifique mondiale de l’état de la couche d'ozone
L'ozone dans la stratosphère protège les êtres humains et la biosphère des rayons ultraviolets solaires qui augmentent les risques de cancer de la peau, de cataracte et de suppression du système immunitaire.
Les découvertes alarmantes au début des années 80 d'un trou dans la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique à chaque printemps, et de son amincissement rapide sur le reste du globe, ont exhorté les décideurs à signer la Convention de Vienne en 1985 et le Protocole de Montréal en 1987, interdisant ainsi la production et l'émission de chlorofluorocarbures appauvrissant la couche d'ozone. La communauté scientifique a été chargée d'évaluer sur un cycle de quatre ans:
- l'état de la couche d'ozone
- les substances liées à son appauvrissement
- les effets du changement climatique sur la couche d'ozone.
Ces évaluations sont coordonnées par l'Organisation météorologique mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE).
LOTUS: Estimation des changements à long terme de l'ozone stratosphérique
Dans le cadre du Programme mondial de recherches sur le climat (PMRC), des chercheurs de l’IASB ont lancé une activité de recherche internationale visant à mieux estimer les tendances à long terme de l'ozone dans la stratosphère et leurs incertitudes (Long-term Ozone Trends and Uncertainties in the Stratosphere, LOTUS). En 2018, LOTUS a publié un rapport démontrant le lent redressement depuis 2000 des niveaux d'ozone dans la haute stratosphère aux latitudes moyennes Nord, démontrant l'efficacité du Protocole de Montréal.
Depuis lors, les jeux de mesure de l'ozone ont été étendus à quelques années de plus et améliorés en qualité, et de nouvelles techniques d'analyse ont émergé, élargissant la portée des évaluations LOTUS.
Évaluation des tendances à plus fine résolution
Les chercheurs de LOTUS ont réussi à augmenter la résolution verticale des données sur la distribution verticale de l’ozone, tout en maintenant la stabilité des jeux de données sur le long terme. Cette avancée a conduit à des premières études sur la distribution spatiale et la dépendance saisonnière des tendances de l'ozone stratosphérique. Distinguer les rôles du transport atmosphérique et de la (photo) chimie dans un contexte de changement global de l’atmosphère et du climat reste un sujet de recherche.
Techniques émergentes d’analyse des données
Plus techniquement, en soutien aux activités d’évaluation LOTUS, l'IASB coordonne depuis peu une équipe internationale s’intéressant à des méthodes innovantes d’analyse des données (data science) en vue de combiner les observations atmosphériques et déterminer leur incertitude de manière optimale et cohérente. Un prototype de modèle est en cours de développement pour la fusion des données d'ozone mesurées par les ballons sondes et par différents satellites d'observation au limbe et en occultation solaire.
L'ambition du jeu de données fusionnées qui en résultera est d’accéder à une estimation plus précise des changements d'ozone dans la basse stratosphère, une question qui a fait l'objet de nombreux débats dans la communauté ces dernières années. La démonstration de ces nouvelles techniques aux tendances de l’ozone permettrait également de promouvoir leur application dans d'autres domaines de recherche.
Références
- Ball, W. T., Chiodo, G., Abalos, M., Alsing, J., and Stenke, A.: Inconsistencies between chemistry–climate models and observed lower stratospheric ozone trends since 1998, Atmos. Chem. Phys., 20, 9737–9752, https://doi.org/10.5194/acp-20-9737-2020, 2020.
- Sofieva, V. F., Szelag, M., Tamminen, J., Kyrölä, E., Degenstein, D., Roth, C., Zawada, D., Rozanov, A., Arosio, C., Burrows, J. P., Weber, M., Laeng, A., Stiller, G., von Clarmann, T., Froidevaux, L., Livesey, N., van Roozendael, M., and Retscher, C.: Measurement report: Regional trends of stratospheric ozone evaluated using the MErged GRIdded Dataset of Ozone Profiles (MEGRIDOP), Atmos. Chem. Phys. Discuss. [preprint], https://doi.org/10.5194/acp-2020-1117, in review, 2020.
- Szeląg, M. E., Sofieva, V. F., Degenstein, D., Roth, C., Davis, S., and Froidevaux, L.: Seasonal stratospheric ozone trends over 2000–2018 derived from several merged data sets, Atmos. Chem. Phys., 20, 7035–7047, https://doi.org/10.5194/acp-20-7035-2020, 2020.
