L'appauvrissement de l'ozone arctique provoque des anomalies météorologiques

Alors que de nombreuses personnes connaissent le trou dans la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique, les problèmes que rencontre également l'ozone protecteur dans la stratosphère au-dessus de l'Arctique ont jusqu'à récemment reçu moins d'attention.

En 2011 et en 2020, par exemple, un amincissement considérable de la couche d'ozone au-dessus du pôle Nord a provoqué des anomalies météorologiques sur l'ensemble de l'hémisphère nord, notamment un printemps exceptionnellement chaud et sec en Europe centrale et septentrionale ainsi qu'en Russie, ou des conditions inhabituellement humides dans les régions polaires. Toutefois, l'existence d'un lien de causalité direct entre la destruction de l'ozone stratosphérique et ces anomalies météorologiques reste controversée dans la communauté des sciences climatiques.

Pour répondre à cette question, une équipe d'experts dirigée par l'ETH Zurich a réalisé des simulations intégrant l'appauvrissement en ozone dans deux modèles climatiques différents, et a découvert que la principale cause des anomalies météorologiques observées en 2011 et 2020 dans l'hémisphère nord est très probablement l'appauvrissement de l'ozone au-dessus de l'Arctique. Les simulations concordaient avec les données d'observation de ces deux années (ainsi qu'avec huit autres événements de ce type utilisés à des fins de comparaison). Lorsque les scientifiques ont supprimé la destruction de l'ozone de leurs modèles, ils n'ont pas pu reproduire les résultats.

«Ce qui nous a le plus surpris d'un point de vue scientifique, c'est que les modèles que nous avons utilisés pour la simulation sont certes totalement différents, mais qu'ils ont néanmoins fourni des résultats similaires«, déclare Gabriel Chiodo, coauteur de l'étude et expert en dynamique climatique à l'ETH Zurich.

Selon les scientifiques, l'appauvrissement de l'ozone survient lorsque les températures dans l'Arctique sont très basses. «L'appauvrissement de l'ozone ne se produit que lorsqu'il fait suffisamment froid et que le vortex polaire dans la stratosphère, à environ 30 à 50 kilomètres au-dessus du sol, est puissantst», explique la principale auteure de l'étude, Marina Friedel, doctorante en sciences de l'environnement à la même université.

Normalement, l'ozone absorbe le rayonnement UV du soleil, réchauffe la stratosphère et contribue à dissoudre le vortex polaire au printemps. Cependant, lorsque l'ozone est moins abondant, la stratosphère se refroidit et le vortex se renforce. «Un vortex polaire puissant entraîne alors les effets observés à la surface de la Terre«, a déclaré le Dr Chiodo. L'ozone semble donc jouer un rôle fondamental dans les changements de température et de circulation dans l'Arctique.

Ces résultats pourraient aider les climatologues à élaborer des prévisions météorologiques et climatiques saisonnières plus précises, permettant une meilleure anticipation des variations de température déterminantes pour l'agriculture. Des recherches supplémentaires sont toutefois nécessaires pour comprendre l'évolution future de la couche d'ozone. Bien que les substances appauvrissant l'ozone, telles que les chlorofluorocarbures (CFC), soient interdites depuis 1989, elles sont extrêmement persistantes et peuvent demeurer dans l'atmosphère jusqu'à un siècle, continuant ainsi à endommager la couche d'ozone. «Cela soulève la question de la rapidité avec laquelle la couche d'ozone se reconstitue et de l'incidence de ce phénomène sur le système climatique«, a conclu Friedel.