L’Ozone atmosphérique: bénéfices et problèmes

La couche d'ozone se situe dans la stratosphère entre 10 et 40 km d'altitude. La forte concentration en ozone constitue une protection vitale contre le rayonnement ultra-violet du soleil pour toutes les formes de vie sur terre. En particulier, une trop longue exposition au rayonnement ultra-violet (indice UV élevé) peut provoquer des cancers de la peau chez l'être humain. Dans l’air ambient par contre, des concentrations élevées d'ozone sont nocives pour l'homme et la nature car ce gaz est très réactif. Il affecte par exemple le système respiratoire des êtres humains et la croissance des plantes.

Le problème de la diminution de la couche d’ozone est-il résolu ?

La réponse à cette question doit encore être « non » pour les raisons suivantes :

• La couche d’ozone n’est pas revenue à son état d’équilibre d’avant les années 70 et plusieurs dizaines d’années seront encore nécessaires pour la rétablir
• Le trou d'ozone au-dessus du pôle Sud (Antarctique) apparaît encore chaque année
• En 2011 est apparu pour la première fois un trou d’ozone au-dessus du pôle Nord (Arctique)
• « Changement climatique » et « variation de la couche d’ozone » sont étroitement liés

Des conventions internationales tel le Protocole de Montréal signé à la fin des années 80, interdisent l'utilisation à grande échelle des substances détruisant la couche d'ozone. Même si ces accords ont montré leurs effets bénéfiques, la couche d’ozone est encore fragile.

Il est donc impératif de poursuivre la mesure et l’analyse de l’évolution de l’ozone dans les différentes couches de l’atmosphère.

Traditions Suisse de la mesure de l’ozone

Mesure de la colonne totale d’ozone

La Suisse possède une très longue tradition de mesures de l’ozone dans l‘atmosphère. Dès 1926, le Prof. Götz a commencé à mesurer la colonne d’ozone à Arosa et ces mesures ont continué pratiquement sans interruption jusqu’à ce jour. Cette série unique au monde permet d’étudier l'évolution de la couche d’ozone sur presque 100 ans.

La figure ci-dessous illustre la diminution de la couche d’ozone entre les années 1970 et 1990 suite aux rejets dans l’atmosphère de substances (de type CFC) détruisant la couche d'ozone. Cette diminution a été suivie d’une stabilisation prélude à une future remontée à la valeur originale. Pour comparaison, la série des valeurs minimales de la colonne mesurée au Pôle Sud lors du développement du trou d’ozone de chaque année est aussi illustrée.

Mesures du profil d'ozone

MétéoSuisse utilise d’autres techniques pour mesurer également le profil d’ozone en fonction de l’altitude. Des ballons sondes permettent une mesure in situ de l’ozone jusqu’à l’altitude de ~35 km. Elles ont été réalisées à Payerne depuis 1968. Cette série ininterrompue de mesures permet de suivre l’évolution temporelle de l’ozone dans les différentes couches de l’atmosphère. Depuis 2000, l’instrument micro-onde SOMORA (Stratospheric Ozone Monitoring Radiometer) mesure le rapport de mélange de l’ozone de la stratosphère jusqu’à la basse mésosphère.

Analyse statistique des séries de mesures d’ozone

A partir des différentes longues séries de mesures de MétéoSuisse, il est possible de calculer l’évolution de l’ozone sur une longue période de temps. Ainsi par exemple sur la période 1970 – 1990, la couche d’ozone a diminué de 4%/10 ans alors que dans l’air ambiant l’ozone augmentait de 12%/10 ans. Depuis les années 2000, la valeur totale de la couche d’ozone ne change plus de manière significative mais la pollution en ozone de l’air ambient a nettement diminué de 10%/10 ans. Dans la partie haute de la stratosphère par contre, on mesure une augmentation significative de la quantité d’ozone à vitesse de recouvrement de 2%/10 ans dans l’hémisphère nord.