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Arctique : quand le déficit d’ozone perturbe la météo de tout l’hémisphère

Crédits : capture vidéo / ESA.

Pour la première fois, des travaux ont démontré un lien de cause à effet entre la présence d’un déficit en ozone au-dessus du pôle nord et la survenue de certaines anomalies météorologiques à l’échelle de l’hémisphère. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Geoscience ce 7 juillet.

L’apparition d’un trou d’ozone n’est pas limitée au pôle sud. En 2011 et 2020, un important déficit est également apparu en fin d’hiver au-dessus du pôle nord. Or, à chaque fois que la teneur en ozone a chuté, un schéma particulier d’anomalies météorologiques s’en est suivi au niveau hémisphérique, ce qui a soulevé la question d’une possible relation de cause à effet.

Plus précisément, on observe un printemps anormalement chaud et sec sur le sud et le centre de l’Europe, en Sibérie et sur une large partie de la Russie. D’un autre côté, un temps relativement froid et humide concerne l’Arctique, le Groenland ainsi que l’ouest du Canada et le sud de l’Eurasie. Le nord de l’Europe est quant à lui relativement chaud, mais humide. On parle d’oscillation arctique en phase positive.

Une interaction complexe entre vortex polaire et couche d’ozone

Si les études effectuées jusqu’à présent ont abouti à des conclusions contradictoires, les résultats récemment obtenus par une équipe de chercheurs suisso-américaine mettent pour la première fois en lumière la nature du lien entre ces anomalies météorologiques et le déficit en ozone stratosphérique au pôle nord.

En intégrant la chimie stratosphérique à deux modèles climatiques, une procédure très coûteuse en temps de calcul, les scientifiques ont pu détailler la chaîne de processus à l’œuvre. Dans un premier temps, c’est la configuration du vortex polaire, ce tourbillon d’air froid qui se forme chaque hiver dans la stratosphère, qui va être déterminante dans l’apparition d’un fort déficit en ozone. Il faut donc une situation météo favorable, raison pour laquelle ce phénomène n’est pas fréquent.

Impacts d’un déficit printanier d’ozone au pôle nord sur le climat de surface. Crédits : Gabriel Chiodo /  @gabriel072015.

« La destruction de l’ozone ne se produit que lorsqu’il fait suffisamment froid et que le vortex polaire est fort dans la stratosphère, à environ trente à cinquante kilomètres au-dessus du sol », détaille Marina Friedel, auteure principale de l’étude.

Une fois le trou présent, celui-ci va rétroagir sur le vortex en le rendant plus froid et donc plus intense, toutes choses égales par ailleurs. Comme la concentration minimale en ozone survient entre la fin de l’hiver et le début du printemps, la durée de vie du tourbillon polaire est allongée et son couplage avec la couche d’atmosphère située en dessous, accentué. « Un puissant vortex polaire produit alors les effets observés à la surface de la Terre », note Gabriel Chiodo, coauteur de l’étude.

Une fenêtre de visibilité pour la prévision saisonnière

Outre le fait d’éclairer notre compréhension du système climatique, ces résultats sont pertinents dans le cadre d’une anticipation préventive des conditions météorologiques à l’échelle saisonnière, voire mensuelle, par exemple dans le domaine de l’agriculture ou de la foresterie. En effet, bien que la tendance générale soit à une récupération progressive de la couche d’ozone, la variabilité météorologique implique la survenue d’autres déficits prononcés dans les années et décennies à venir.