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Le changement climatique, un frein au rétablissement de la couche d’ozone

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Crédits : Pixabay.

Malgré les efforts accomplis pour bannir les composés halogénés destructeurs de la couche d’ozone, cette dernière ne récupère pas aussi facilement qu’on aurait pu l’espérer il y a encore quelques années. C’est en particulier vrai au niveau des pôles où l’on a par exemple observé un déficit boréal record au printemps 2020. De récents travaux montrent comment le changement climatique s’oppose au rétablissement de ce bouclier naturel en augmentant l’efficacité des réactions chimiques consommant l’ozone.

Si les gaz à effet de serre (GES) que nous émettons sont responsables d’un réchauffement de la basse atmosphère (c.-à-d. de la troposphère), ils induisent au contraire un refroidissement des couches situées au-dessus. Autrement dit, en gardant l’énergie près du sol, les GES additionnels privent l’atmosphère supérieure d’une fraction croissante de la chaleur rayonnée par la Terre.

Couche d’ozone : une destruction plus efficace à basse température

Cette évolution a des implications très concrètes pour l’ozone stratosphérique, le bouclier naturel qui nous protège des ultraviolets nocifs émis par le soleil. C’est notamment le cas au niveau des régions polaires où la circulation atmosphérique organise un gigantesque tourbillon d’air froid chaque hiver. La raison ? Les mécanismes de destruction catalytique de l’ozone sont d’autant plus efficaces que la température est très basse au moment où le soleil réapparaît. Cette chimie complexe fait intervenir les nuages stratosphériques polaires, véritables réceptacles des réactions chimiques consommatrices d’ozone.

Dans une étude parue ce 23 juin dans Nature Communications, des chercheurs ont évalué les tenants et aboutissants de cette évolution pour la région polaire nord. En plus de montrer que les extrêmes froids sont d’ores et déjà devenus plus fréquents en stratosphère, le papier note qu’une telle tendance s’oppose à l’effet bénéfique de la réduction des composés halogénés autrefois émis en grande quantité par l’industrie. On rappelle que ces gaz, interdits depuis la signature du protocole de Montréal et ses amendements, avaient entraîné un affaiblissement considérable de la couche d’ozone, en particulier en Antarctique.

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Illustration du trou d’ozone record en Arctique en mars 2020. Les couleurs froides indiquent une concentration d’ozone stratosphérique très basse. Crédits : NASA Ozone Watch.

« Nous sommes dans une sorte de course entre le déclin lent et constant des CFC, qui mettent 50 à 100 ans à disparaître, et le changement climatique, qui cause des extrêmes de température plus froids dans les vortex polaires », relate Ross Salawitch, coauteur de l’étude. « Les températures de plus en plus froides créent des conditions qui favorisent l’appauvrissement de la couche d’ozone par les CFC. Ainsi, même si ces composés disparaissent lentement, l’appauvrissement de l’ozone arctique s’accentue à mesure que le climat change ».

Un enjeu majeur pour les décennies à venir

L’intensité du vortex arctique fluctue fortement d’une année à l’autre. Aussi, la concentration en ozone est soumise à une importante variabilité et chaque année ne ressemble pas à la précédente. Néanmoins, la tendance de fond implique que les mauvaises années seront promises à des niveaux de plus en plus bas d’ozone stratosphérique à moins, bien sûr, que les émissions de GES ne soient fortement et rapidement réduites, limitant de fait la baisse des températures dans l’atmosphère supérieure. La seule réduction des rejets de méthane (CH4) aurait un effet positif, car celui-ci humidifie la stratosphère et favorise l’apparition des nuages polaires.

Contrairement à l’hémisphère sud, le vortex de l’hémisphère nord tend à survoler des terres aux populations nombreuses. Les conséquences liées à des déficits répétés d’ozone sur la santé des personnes ne sont donc clairement pas négligeables. Ainsi, le sujet mérite d’être considéré à la hauteur des enjeux, d’autant plus que rien ne semble montrer un infléchissement significatif des émissions de GES. « Les conditions favorables à une perte saisonnière importante d’ozone dans l’Arctique pourraient persister ou même s’aggraver d’ici à la fin de ce siècle, si les concentrations futures de GES continuent d’augmenter fortement », indique à ce titre le papier dans son résumé.