En plus des gaz à effet de serre, il y a encore d’autres substances dans l’atmosphère qui influencent le climat. L’ozone en fait partie. Bien qu’il agisse aussi comme gaz à effet de serre, il nous protège des rayons UV nocifs. S’y ajoutent les particules fines et autres petites poussières. Elles ont pour principal effet de refroidir le climat en réfléchissant le rayonnement solaire incident vers l’espace.
L’être humain n’influence pas uniquement le climat par le biais des émissions de dioxyde de carbone. En plus d’autres gaz à effet de serre à longue durée de vie comme le méthane, la vapeur d’eau ou le protoxyde d’azote (gaz hilarant), l’être humain émet une multitude d’autres substances à travers l’industrie, les transports, l’agriculture et les ménages. Il modifie ainsi la composition de l’atmosphère et affecte non seulement la qualité de l’air, mais aussi le climat. L’ozone fait partie de ces substances. Dans les couches proches du sol, l’ozone est un gaz à effet de serre à durée de vie relativement courte. En altitude, il sert de protection contre les rayonnement ultraviolet dangereux. Les mesures de la colonne d’ozone sont effectuées en continu en Suisse depuis 1926.
En outre, l’être humain émet également des particules fines et d’autres petite poussières, appelée aérosols. Les multiples influences de ces particules sur le climat ne sont aujourd’hui pas encore comprises dans les moindres détails et représentent donc une part importante de l’incertitude sur l’évolution du climat dans le futur. Les mesures de particules effectuée depuis de nombreuses années au Jungfraujoch contribuent à une meilleure compréhension de l’effet des aérosols sur le climat.
L’ozone est un gaz irritant qui nuit à la santé. En tant que gaz à effet de serre, il contribue également au réchauffement climatique. Toutefois, en raison de sa réactivité, il a une durée de vie plus courte que les autres gaz à effet de serre. Mais en même temps, l’ozone est indispensable à la vie sur Terre, car la couche d’ozone, située entre 10 et 40 km d’altitude, nous protège contre les rayons UV du soleil dangereux.
Au siècle dernier, les émissions de chlorofluorocarbures (CFC, utilisé par exemple comme gaz propulseur dans les bombes aérosols) ont entraîné une diminution inquiétante de la couche d’ozone. Avec l’entré en vigueur du Protocole de Montréal en 1989, les CFC ont été interdits, ce qui a permis de stabiliser la couche d’ozone à un niveau bas.
La mesure de l’ozone est une tâche importante de MétéoSuisse. Afin d’identifier les changements à long terme, les longues séries de mesures sont essentielles. La mesure de l’ozone a commencé en 1926 en Suisse à Arosa et se poursuit depuis 2021 à Davos. Cette série de données est la plus longue série de mesures d’ozone du monde et est donc très précieuse pour les analyses des changements à long terme de la couche d’ozone. Entre 1930 et 1970, les valeurs moyennes annuelles d'ozone à Arosa ont fluctué autour d'une valeur de 330 UD (unités de Dobson) ; 100 UD correspondent à 1 mm d'ozone pur à la pression normale de 1013 hPa et à 0 °C. Entre 1970 et 1990, l'utilisation de substances nocives pour l'ozone a entraîné une baisse à environ 310 DU. Depuis, les valeurs sont redevenues stables, à l'exception de quelques fluctuations annuelles.
Les aérosols sont des particules liquides ou solides dont la taille est comprise entre un nanomètre et 10 micromètres. Leur composition est très variable et ils peuvent être d'origine naturelle ou humaine. Le sel de mer, le pollen, les poussières minérales et les bactéries sont des exemples d'aérosols naturels. Parmi les aérosols d'origine humaine, on trouve par exemple les particules de suie ou le sulfate d'ammonium, utilisé comme engrais.
Les aérosols ont une influence sur le bilan radiatif de la Terre. Globalement, les aérosols ont un effet refroidissant sur la température globale, car ils réfléchissent une partie du rayonnement solaire vers l'espace. Les aérosols sont également indispensables à la formation des nuages. Pour que des gouttelettes de nuages puissent se former, la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère doit pouvoir se condenser sur une surface. Ce sont les aérosols qui jouent ce rôle de noyaux de condensation. S'il y a plus d'aérosols dans l'atmosphère, les nuages sont plus denses, ce qui a également un effet refroidissant sur les couches d'air proches du sol. Les effets complexes des aérosols sont à ce jour difficiles à quantifier et contribuent largement aux incertitudes des simulations climatiques.
MétéoSuisse effectue des mesures d'aérosols sur de nombreux sites. Outre la concentration d'aérosols dans l'air, les propriétés optiques des aérosols sont également mesurées. Celles-ci permettent de tirer des conclusions sur les types d'aérosols présents et leur effet sur le climat. Les observations effectuées au Jungfraujoch (3580 m d'altitude) présentent un intérêt particulier, car les concentrations varient moins à cette altitude, ce qui permet de mieux visualiser les évolutions à long terme.