Un trou d’ozone inhabituel s’ouvre au-dessus de l’Arctique
Les scientifiques qui continuent d’enquêter sur cet énorme trou sont quelque peu surpris par sa taille. Les raisons derrière les dimensions impliquent à la fois les conditions du début du printemps et un vortex antarctique extrêmement intense. Le vortex antarctique est un courant d’air stratosphérique de haute altitude qui balaie le continent antarctique, confinant le trou d’ozone antarctique. « Les variations de la taille du trou dans la couche d’ozone et de l’appauvrissement de la couche d’ozone qui l’accompagne d’une année sur l’autre ne sont pas inattendues », a déclaré le Dr Jack Kaye, directeur de la recherche du Bureau des sciences de la Terre, siège de la NASA. « À ce stade, nous ne pouvons qu’attendre de voir comment le trou dans la couche d’ozone évoluera dans les prochains mois et de voir comment le trou de l’année se compare à tous égards à ceux des années précédentes. » « Des découvertes comme celles-ci démontrent la valeur de notre engagement à long terme à fournir des observations clés à la communauté scientifique », a déclaré le Dr Ghassem Asrar, administrateur associé du Bureau des sciences de la Terre de la NASA au siège. « Nous allons bientôt lancer QuickTOMS et Aura, deux engins spatiaux qui continueront à collecter ces données importantes. » Les mesures publiées aujourd’hui ont été obtenues à l’aide de l’instrument TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) à bord du satellite Earth Probe (TOMS-EP) de la NASA. Les instruments de la NASA mesurent les niveaux d’ozone dans l’Antarctique depuis le début des années 1970. Depuis la découverte du « trou » d’ozone en 1985, TOMS a été un instrument clé pour surveiller les niveaux d’ozone sur la Terre.
Un trou hors-norme s’est creusé dans la couche d’ozone boréale en raison de températures trop élevées
Les scientifiques utilisant les données du satellite Copernicus Sentinel-5P ont remarqué une forte réduction des concentrations d’ozone au-dessus de l’Arctique. Des conditions atmosphériques inhabituelles, notamment des températures glaciales dans la stratosphère, ont fait chuter les niveaux d’ozone, provoquant un « mini-trou » dans la couche d’ozone. La couche d’ozone est une couche de gaz naturelle et protectrice dans la stratosphère qui protège la vie des rayons ultraviolets nocifs du soleil, associés au cancer de la peau et à la cataracte, ainsi qu’à d’autres problèmes environnementaux. Le « trou dans la couche d’ozone » le plus souvent référencé est le trou au-dessus de l’Antarctique, qui se forme chaque année à l’automne. Au cours des dernières semaines, des scientifiques du Centre aérospatial allemand (DLR) ont remarqué l’appauvrissement inhabituellement important de l’ozone au-dessus des régions polaires du nord. Grâce aux données de l’instrument Tropomi du satellite Copernicus Sentinel-5P, ils ont pu surveiller la formation de ce trou d’ozone arctique dans l’atmosphère.
À la fin de l’hiver polaire, la première lumière du soleil au-dessus du pôle Nord a déclenché cet appauvrissement de la couche d’ozone inhabituellement fort, provoquant la formation du trou. Cependant, sa taille est encore petite par rapport à ce que l’on peut habituellement observer dans l’hémisphère sud. Diego déclare : « Depuis le 14 mars, les colonnes d’ozone au-dessus de l’Arctique ont diminué jusqu’à ce que l’on considère normalement comme des « niveaux de trou d’ozone », qui sont inférieurs à 220 unités Dobson. Nous nous attendons à ce que le trou se referme à la mi-avril 2020. » Claus Zehner, responsable de la mission Copernicus Sentinel-5P de l’ESA, ajoute : « Les mesures de l’ozone total de Tropomi étendent la capacité de l’Europe à surveiller en continu l’ozone mondial depuis l’espace depuis 1995. À ce jour, nous n’avons pas assisté à la formation d’un trou d’ozone de cette taille sur L’arctic. »
Dans l’évaluation scientifique de l’appauvrissement de la couche d’ozone de 2018, les données montrent que la couche d’ozone dans certaines parties de la stratosphère s’est rétablie à un taux de 1 à 3 % par décennie depuis 2000. À ces taux projetés, l’ozone de l’hémisphère nord et des latitudes moyennes est prévu récupérer vers 2030, suivi de l’hémisphère sud vers 2050 et des régions polaires vers 2060. L’instrument Tropomi du satellite Copernicus Sentinel-5P mesure quotidiennement un certain nombre de gaz traces, y compris les propriétés des aérosols et des nuages, avec une couverture mondiale. Compte tenu de l’importance de la surveillance de la qualité de l’air et de la distribution mondiale de l’ozone, les prochaines missions Copernicus Sentinel-4 et Sentinel-5 surveilleront les principaux gaz traces de la qualité de l’air, l’ozone stratosphérique et les aérosols. Dans le cadre du programme Copernicus de l’UE, les missions fourniront des informations sur la qualité de l’air, le rayonnement solaire et la surveillance du climat.
Ozone Hole Over Antarctic ‘Largest And Deepest’ In Recent Years, #Earth #Health #Oncology https://t.co/npaZCMOgqZ #Ozone #Atmosphere #Environment pic.twitter.com/54IqOzrx3K
— George Obeid (@_Georgeobeid) October 8, 2020
Vortex polaire
Cette année, l’appauvrissement de la couche d’ozone a débuté relativement tard car le vortex polaire est resté dans la nuit polaire pendant tout le mois de juillet et une bonne partie du mois d’août. Lorsque le soleil est revenu sur la région polaire, fin août, la déperdition d’ozone s’est rapidement accélérée. La stabilité du vortex a entraîné des basses températures dans la stratosphère et une masse supérieure à la moyenne de nuages stratosphériques polaires contenant de l’acide nitrique pendant les mois d’août et septembre. La superficie maximale du trou d’ozone atteinte en 2015 est à peu près similaire à celle de 2008. La différence est qu’en 2015, le vortex est demeuré froid et stable et il y a eu très peu de pénétration d’air riche en ozone des latitudes moyennes. 
Un affaiblissement du vortex polaire
Il y a quelques jours, donc, le vortex polaire s’est désagrégé. Il s’est affaibli, également. Laissant au passage place à une vague de chaleur. Des températures dépassant les moyennes de l’Arctique de plus de 5 °C autour du 20 avril, par exemple. L’occasion pour un air plus riche en ozone de faire son retour sur la région. Les chercheurs du programme Copernicus prévoient d’ores et déjà un nouveau renforcement du vortex polaire pour les jours à venir. Mais cette fois, sans pour autant avoir d’effet sur la couche d’ozone au-dessus de l’Arctique. Et finalement, la mésaventure devrait rester sans conséquence pour la météo à venir sur notre hémisphère nord.
The largest Arctic ozone hole ever recorded just closed. Here's why: pic.twitter.com/UFy5hIoIQa
— Pattrn (@pattrn) April 30, 2020
L’ozone : définition
L’ozone (O3) est une forme chimique particulière de l’oxygène, très instable et réactive. L’ozone est notamment généré par le bombardement de la molécule oxygène stable O2 par les ultraviolets (UV). Condition indispensable : la présence d’oxygène qui a été produit en grande quantité avec la multiplication de micro-organismes photosynthétiques au Précambrien. La couche d’ozone s’est formée il y a environ 600 millions d’années et a atteint sa taille actuelle il y a environ 400 millions d’années. La couche d’ozone représente schématiquement la partie de l’atmosphère où sa concentration est la plus élevée. Ainsi, l’ozone est davantage présent à une distance du sol comprise entre 10 et 40 km (plus fortement vers 35 km) avec une concentration voisine de 8 ppmv (parties par million en volume), dans la couche appelée stratosphère. D’où l’appelation d’ozone stratosphérique à ne pas confondre avec l’ozone troposphérique induit en grande partie par la circulation automobile et qui irrite notamment les yeux et les voies respiratoires.
A cette altitude, la teneur en ozone résulte d’un équilibre entre formation et destruction sous la dépendance de l’activité solaire, de la température, de la présence d’autres substances chimiques. En absorbant ensuite les UV, l’ozone contribue à réchauffer la statosphère la formation de l’ozone est plus importante au-dessus des tropiques puis gagne les pôles via la circulation des masses d’air. Cependant, il accuse une faible concentration de quelques parties par million au plus. On parle de « trou » dans la couche d’ozone lorsque la valeur de la colonne intégrée en ozone est inférieure à 220 unités Dobson (la valeur normale étant 300 unités Dobson environ). Les unités Dobson expriment la totalité de l’ozone dans une colonne qui part du sol et traverse toute l’atmosphère.
Le danger des rayons ultraviolets
La couche d’ozone est essentielle à la vie sur terre car elle absorbe partiellement les UV B qui sont des rayonnements ultraviolets très énergétiques et destructeurs de l’ADN.
Il existe différents types de rayons UV regroupés en trois grandes classes : les rayons UV-C, UV-B et UV-A :
95 % du rayonnement UV est constitué d’UV-A, les moins énergétiques avec des longueurs d’onde comprises entre 315 à 400 nanomètres.
Les UV-B sont compris entre 280 et 315 nanomètres.
Les UV-C, compris entre 280 et 100 nanomètres, sont les plus dangereux de la gamme.
En effet, l’impact des UV sur les organismes vivants dépend de leur longueur d’onde : plus cette longueur d’onde est courte, plus le danger est grand. Heureusement, ils sont arrêtés presque en totalité par la couche d’ozone. Or, cette couche protectrice s’est amincie dangereusement, particulièrement à une altitude comprise entre 14 et 20 km.
Le 15 mars 1988, la NASA diffusait un rapport mené par une centaine de chercheurs dans le monde qui indiquait que la concentration en ozone stratosphérique avait diminué en moyenne de 1,7 à 3 % dans l’hémisphère nord entre 1969 et 1986 malgré les variations naturelles constatées de 15 à 20%. De surcroît, le rayonnement moyen mondial des UV-B au niveau de la surface terrestre s’était élevé de 10 % entre 1986 et 1996. La dégradation de la couche d’ozone implique une moindre filtration des rayons ultraviolets les plus nocifs et une élévation des risques pour la vie terrestre :
Brûlures superficielles, conjonctivites, cataractes
Augmentation des cancers et vieillissement de la peau
Maladies du système immunitaire
Réduction de la photosynthèse : diminution des rendements et de la qualité des cultures, disparition du plancton, premier maillon des chaînes alimentaires aquatiques…
De plus, les UV-B :
Accélèrent la génération du smog photochimique, stimulant ainsi la production de l’ozone troposphérique qui est nocif
Diminuent « la durée de vie » de certains matériaux inorganiques comme les peintures et plastiques.
Par exemple, à Punta Arenas, au sud du Chili, la quantité d’ozone diminue de 30 à 50% durant le printemps Austral (notre automne au pôle Nord), obligeant les habitants à se protéger la peau.
Trou dans la couche d’ozone
En 2000, les données de la NASA ont montré que le trou faisait un peu moins de 11 millions de miles carrés, le plus grand qu’il ait jamais été à ce jour. On pense que des températures basses record dans la stratosphère ont contribué à l’expansion du trou d’ozone pendant la saison printanière de l’hémisphère sud. L’appauvrissement de l’ozone antarctique commence en juillet, lorsque la lumière du soleil déclenche des réactions chimiques dans l’air froid emprisonné au-dessus du pôle Sud pendant l’hiver antarctique. Il s’intensifie en août et en septembre avant de diminuer lorsque les températures augmentent fin novembre début décembre. L’appauvrissement de la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique et de l’Arctique est surveillé car l’ozone protège la Terre des rayons ultraviolets nocifs. Le 9 septembre 2000, le trou s’était creusé au-dessus du Chili, exposant pour la première fois une ville peuplée. Un trou plus grand a été enregistré le 24 septembre 2006
https://earthobservatory.nasa.gov/images/817/largest-ever-ozone-hole-over-antarctica
https://www.notre-planete.info/environnement/trou-couche-ozone.php