La couche d'ozone en Antarctique
La couche d'ozone en Antarctique
Une molécule d'ozone se compose de trois atomes d'oxygène au lieu des deux habituels.Elle n'existe que dans l'atmosphère en quantités traces.Les molécules d'ozone sont formées par l'interaction du rayonnement ultraviolet (UV) du soleil avec des molécules d'oxygène : Quand une molécule d'O2 est divisée les deux atomes d'oxygène libres se lient avec d'autres molécules d'O2 pour former des molécules d'O3.
Parce que le rayonnement UV est intense à des altitudes plus élevées où l'air est plus mince, c'est dans la stratosphère où la majeure partie de l'ozone est produite: Les scientifiques ont calculé que si la couche d'ozone était ramenée au niveau de la mer, elle serait de 3 mm d'épaisseur, tandis que dans l'Antarctique l'ozone peut être aussi bas que 1 mm d'épaisseur.
Le trou d'ozone au-dessus de l'Antarctique
Par le Goddard Space Flight Center de la NASA [Domaine public], via Wikimedia Commons
Le trou d'ozone est l'un des impacts les plus importants que les humains ont eus sur l'Antarctique. De 1940 à 1990, l'industrialisation rapide et l'élévation du niveau de vie ont conduit à des chlorofluorocarbones, des hydrochlorofluorocarbones, des halons et du bromure de méthyle créant un « trou » dans l'ozone sur le continent antarctique.
Le trou d'ozone a été détecté par les scientifiques lorsqu'ils ont comparé la quantité d'ozone trouvée au début des années 1980 avec des mesures remontant à 1956. Le trou a varié en taille avec le trou formant au cours des deux mois de septembre et d'octobre. Chaque hiver, un vortex polaire se forme dans la stratosphère au-dessus de l'Antarctique avec des températures qui chutent jusqu'à – 85° Celsius dans la basse atmosphère.
Étude des nuages clés pour comprendre le trou d'ozone
Plus précisément, les nuages stratosphériques polaires (CSP) fournissent des surfaces pour les réactions chimiques impliquant le chlore qui détruit les molécules d'ozone. Les CPS forment environ 60°S de latitude dans la gamme d'altitude de 10-25 kilomètres en hiver et au début du printemps. Les nuages sont classés en types I et II en fonction de leur taille des particules et de leur température de formation.
Les CSC de type I sont beaucoup plus minces que les nuages de type II et ont une température seuil de formation de 5 à 8° Celsius au-dessus du gel. Ces nuages sont constitués principalement de gouttelettes d'acide nitrique et d'acide sulfurique tandis que les nuages de type II, aussi appelés nuages nacres ou nacres, sont composés de cristaux de glace et se forment lorsque les températures sont inférieures au point de gel de glace (habituellement inférieures à – 83°C.
Malgré des décennies de recherche, il existe encore des lacunes dans les connaissances sur les PSC, par exemple le moment et la durée des événements de la PSC, leur étendue géographique et leur répartition verticale, qui influent sur l'exactitude des modèles d'appauvrissement de l'ozone. Au printemps, lorsque la lumière du soleil revient en Antarctique, la destruction de l'ozone dans le vortex polaire commence, atteignant un maximum au début d'octobre, puis diminue au cours de la période allant jusqu'à la fin de décembre.
La couche d'ozone qui nous protège des rayonnements nocifs
La majeure partie de l'ozone dans l'atmosphère terrestre se situe entre 15 et 30 km d'altitude: dans la stratosphère où il absorbe les rayonnements nocifs du soleil:
Environ 2 % de la lumière émise par le soleil est sous forme de rayonnement ultraviolet à haute énergie (UV) avec une partie de ce rayonnement UV (UV-B) causant des dommages aux êtres vivants, y compris les coups de soleil, le cancer de la peau et les dommages oculaires. La quantité de rayonnement UV sola qui atteint la Terre à n'importe quel endroit dépend de la position du soleil au-dessus de l'horizon, de la quantité d'ozone dans l'atmosphère et des niveaux locaux de nuages et de pollution.
Accord mondial visant à mettre fin à la destruction des produits chimiques
Depuis la signature du Protocole de Montréal en 1989, date limite pour la réduction et l ' élimination de la production et de l ' utilisation de substances appauvrissant la couche d ' ozone, une réduction sensible de la destruction de l ' ozone dans l ' atmosphère et de la couche d ' ozone sur l ' Antarctique devrait revenir aux niveaux de 1980 dans la deuxième moitié des 21st Néanmoins, le moment de la reprise est incertain en raison de l'incertitude dans les modèles utilisés pour projeter les changements futurs.
Le trou d'ozone devient de plus en plus petit
Dans une étude récente, le trou d'ozone trouvé au-dessus de votre tête lors d'une expédition en Antarctique a montré une diminution de la taille basée sur 15 années d'observations au sol et par satellite avec la taille du trou d'ozone en 2014 moins grave que la moyenne de 1995-2005. L'étude a révélé que le trou d'ozone était de 20,9 kilomètres carrés, le sixième plus petit au cours de la période 1991-2004, les données montrant que depuis 1998 le trou d'ozone se réduit à un rythme de 0,17 kilomètres carrés par année.
On estime que les substances appauvrissant la couche d'ozone de l'Antarctique sont à l'aide d'un chlore stratosphérique efficace équivalent (CESE), qui est une combinaison de chlore et de brome. Une moyenne moyenne de 5,2 ans est utilisée pour calculer le CESE et, depuis le sommet 2000-2002 de 3,70 parties par milliard (ppb), le CESE est tombé à 3,49 ppb, soit une diminution de 0,34 ppb ou 9 %, ce qui signifie que les niveaux du CESE ont chuté de 20 % par rapport au niveau de 1980, de 2,05 ppb, où les recherches considèrent 1980 comme la «période de trou avant l'ozone».
Le lien entre la couche d'ozone et le climat
La Division australienne de l ' Antarctique a mené des recherches sur la façon dont la récupération de la couche d ' ozone produira des réactions significatives au climat de surface de l ' Antarctique et de l ' hémisphère Sud pendant le reste des 21st En ce qui concerne les variations des cycles saisonniers et des tendances à long terme de la température et du vent.
Pour mieux comprendre la Division australienne de l ' Antarctique, on met au point un modèle de climat chimique par l ' intermédiaire de l ' Australian Community Climate Earth System Simulator (ACCESS). ACCESS intègre le modèle britannique Chemistry and Aerosols (UKCA). L ' objectif principal du projet ACCESS est de fournir des analyses et des conseils sur les effets des réactions de la récupération de l ' ozone sur le climat de l ' hémisphère Sud.
Recherches australiennes sur la couche d'ozone
Les résultats escomptés du programme ACCESS sont la mise en place d'une nouvelle capacité de modélisation du système terrestre pour l'Australie et l'analyse par des pairs des changements dans les processus climatiques de l'Antarctique et de l'hémisphère Sud pour les revues scientifiques et les conseils aux organismes gouvernementaux.
En outre, le projet devrait favoriser une coopération trans-Tasman accrue entre l'Australie et la Nouvelle-Zélande: Nouvelle-Zélande NIWA a mené des recherches sur le trou d'ozone de l'Antarctique car il a un effet majeur sur le climat local, qui à son tour influence le climat mondial et les changements du niveau de la mer.
En particulier, la modélisation de la chimie atmosphérique des processus de rétroaction entre l'ozone stratosphérique et le climat antarctique augmentera la précision des modèles mondiaux de changement climatique. Jusqu'alors, le modèle australien était axé sur les prévisions météorologiques et les projets climatiques et n'incluait pas la chimie stratosphérique interactive.
En outre, ACCESS vise à renforcer la coopération entre scientifiques australiens et internationaux sur la modélisation chimie-climat et les effets régionaux de la récupération de l'ozone sur l'hémisphère Sud. En outre, la Division australienne de l'Antarctique mène des recherches sur les COPS avec la station Davis LIDAR qui est utilisée depuis 2001 pour étudier les nuages stratosphériques. Les mesures sont utilisées pour étudier la climatologie des nuages et leur relation avec la structure de température de la stratosphère.