Les mesures du satellite Copernicus Sentinel-5P montrent le trou d’ozone de cette année au-dessus de l’Antarctique. Crédit : Contient des données Copernicus Sentinel modifiées (2023)/traitées par le DLR
Le satellite Copernicus Sentinel-5P a détecté l’un des plus grands trous d’ozone au-dessus de l’Antarctique, probablement influencé par l’éruption Hunga Tonga-Hunga Ha’apai de 2022. Malgré des dommages historiques, des initiatives comme le Protocole de Montréal visent à restaurer la couche d’ozone mondiale d’ici 2050.
Les mesures du satellite Copernicus Sentinel-5P montrent que le trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique est l’un des plus importants jamais enregistrés. Le trou, que les scientifiques appellent une « zone appauvrissant la couche d’ozone », a atteint une taille de 26 millions de kilomètres carrés (10 millions de miles carrés) le 16 septembre 2023, soit environ trois fois la taille du Brésil.
Mesures du trou d’ozone
La taille du trou dans la couche d’ozone fluctue régulièrement. D’août à octobre, la taille du trou dans la couche d’ozone augmente pour atteindre un maximum entre la mi-septembre et la mi-octobre. Lorsque les températures dans la stratosphère commencent à augmenter dans l’hémisphère sud, la destruction de la couche d’ozone ralentit, le vortex polaire s’affaiblit et finit par se briser, et fin décembre, les niveaux d’ozone reviennent à la normale.
Lancé en octobre 2017, Copernicus Sentinel-5P – abréviation de Sentinel-5 Precursor – est le premier satellite Copernicus dédié à la surveillance de notre atmosphère. Il fait partie de la flotte de missions Copernicus Sentinel que l’ESA développe pour le programme de surveillance environnementale de l’Union européenne.
Le satellite transporte un spectromètre imageur multispectral avancé appelé Tropomi. Il détecte les empreintes digitales uniques des gaz atmosphériques dans différentes parties du spectre électromagnétique pour imager un large éventail de polluants avec plus de précision et une résolution spatiale plus élevée que jamais.
Les mesures d’ozone total Tropomi sont traitées au sein du segment sol Sentinel-5P du Centre aérospatial allemand (DLR) à l’aide d’algorithmes développés par le DLR et l’Institut royal d’aéronomie spatiale de Belgique (BIRA-IASB).
Cette animation utilise les mesures d’ozone total de Sentinel-5P et montre l’évolution du trou d’ozone au-dessus du pôle Sud du 1er septembre au 29 septembre 2023. Les mesures d’ozone total de Tropomi sont traitées au sein du segment sol Sentinel-5P du Centre aérospatial allemand ( DLR) utilisant des algorithmes développés par le DLR et l’Institut Royal d’Aéronomie Spatiale de Belgique (BIRA-IASB). Crédit : Contient des données Copernicus Sentinel modifiées (2023)/DLR traité
Diego Loyola, scientifique principal du DLR, a commenté : « Les produits d’ozone total Sentinel-5P ont une précision en pourcentage par rapport aux données au sol, ce qui nous permet de suivre de près la couche d’ozone et son évolution. Les mesures Tropomi étendent l’enregistrement mondial des données sur l’ozone des capteurs satellitaires européens couvrant près de trois décennies.
Le produit de la colonne d’ozone total Sentinel-5P est fourni dans les trois heures suivant le temps de mesure au service de surveillance de l’atmosphère Copernicus (CAMS). CAMS, qui est mis en œuvre par le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF) au nom de l’Union européenne, inclut ces données Sentinel-5P sur l’ozone en temps quasi réel dans son système d’analyse et de prévision des données.
Antje Inness, scientifique principale du CAMS, a déclaré : « Notre service opérationnel de surveillance et de prévision de l’ozone montre que le trou dans la couche d’ozone de 2023 a démarré tôt et s’est développé rapidement depuis la mi-août. Il a atteint une superficie de plus de 26 millions de kilomètres carrés le 16 septembre, ce qui en fait l’un des plus grands trous d’ozone jamais enregistrés. Les données Tropomi sur l’ozone constituent un ensemble de données important pour notre analyse de l’ozone.
Facteurs ayant un impact sur la taille du trou d’ozone
La variabilité de la taille du trou dans la couche d’ozone est largement déterminée par la force d’une forte bande de vent qui entoure la zone Antarctique. Cette forte bande de vent est une conséquence directe de la rotation de la Terre et des fortes différences de température entre les latitudes polaires et tempérées.
Si la bande de vent est forte, elle agit comme une barrière : les masses d’air entre les latitudes polaires et tempérées ne peuvent plus être échangées. Les masses d’air restent alors isolées sur les latitudes polaires et se refroidissent durant l’hiver.
Bien qu’il soit peut-être trop tôt pour discuter des raisons qui expliquent les concentrations actuelles d’ozone, certains chercheurs pensent que les tendances inhabituelles de l’ozone de cette année pourraient être associées à l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en janvier 2022.
L’état du trou d’ozone en cours est affiché ici sous forme d’animation rendue en 3D. Il montre l’évolution du trou d’ozone au-dessus du pôle Sud du 1er juillet au 24 septembre 2023. Crédit : contient des données Copernicus Sentinel modifiées (2023)/traitées par CAMS/ECMWF
Antje explique : « L’éruption du volcan Hunga Tonga en janvier 2022 a injecté beaucoup de vapeur d’eau dans la stratosphère qui n’a atteint les régions polaires sud qu’après la fin du trou d’ozone en 2022.
« La vapeur d’eau aurait pu conduire à la formation accrue de nuages stratosphériques polaires, où les chlorofluorocarbones (CFC) peuvent réagir et accélérer l’appauvrissement de la couche d’ozone. La présence de vapeur d’eau peut également contribuer au refroidissement de la stratosphère antarctique, renforçant ainsi la formation de ces nuages stratosphériques polaires et aboutissant à un vortex polaire plus robuste.
Cependant, il est important de noter que l’impact exact de l’éruption du Hunga Tonga sur le trou d’ozone de l’hémisphère sud fait toujours l’objet de recherches en cours. Cela est dû à l’absence de cas antérieurs où des quantités aussi importantes de vapeur d’eau ont été injectées dans la stratosphère lors d’observations modernes.
Claus Zehner, responsable de la mission Copernicus Sentinel-5P de l’ESA, ajoute : « Les colonnes d’ozone total Sentinel-5P fournissent un moyen précis de surveiller les occurrences de trous dans la couche d’ozone depuis l’espace. Les phénomènes de trous dans la couche d’ozone ne peuvent pas être utilisés de manière simple pour surveiller les changements mondiaux dans la couche d’ozone, car ils sont déterminés par la force des champs de vent régionaux qui circulent autour des zones polaires.
Dans les années 1980, des scientifiques ont découvert un trou béant dans la couche d’ozone terrestre, causé par des produits chimiques fabriqués par l’homme. Mais grâce au Protocole historique de Montréal, le monde s’est uni pour prendre des mesures audacieuses pour sauver notre planète. Des décennies plus tard, nous pouvons assister à une reconstitution progressive du trou dans la couche d’ozone. Comment avons-nous fait ça? Et qu’est-ce que l’espace a à voir là-dedans ? Rejoignez-nous pour explorer le parcours du trou dans la couche d’ozone, depuis sa découverte alarmante jusqu’aux progrès incroyables réalisés pour le réparer, et comment les satellites nous aident à suivre sa récupération. Crédit : ESA – Agence spatiale européenne
Effets et remèdes de l’appauvrissement de la couche d’ozone
Dans les années 1970 et 1980, l’utilisation généralisée de chlorofluorocarbures nocifs dans des produits tels que les réfrigérateurs et les bombes aérosols a endommagé la couche d’ozone dans les hautes altitudes de notre atmosphère, ce qui a entraîné un trou dans la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique.
En réponse à cela, le Protocole de Montréal a été créé en 1987 pour protéger la couche d’ozone en éliminant progressivement la production et la consommation de ces substances nocives, ce qui conduit à une reconstitution de la couche d’ozone.
Claus conclut : « Sur la base du Protocole de Montréal et de la diminution des substances anthropiques appauvrissant la couche d’ozone, les scientifiques prédisent actuellement que la couche d’ozone mondiale retrouvera son état normal d’ici 2050 environ. »
L’ESA participe à la surveillance de l’ozone depuis de nombreuses années. Lancé en octobre 2017, le satellite Copernicus Sentinel-5P est le premier satellite Copernicus dédié à la surveillance de notre atmosphère. Grâce à son instrument de pointe, Tropomi, il est capable de détecter les gaz atmosphériques pour imager les polluants atmosphériques avec plus de précision et une résolution spatiale plus élevée que jamais depuis l’espace.
