Pourquoi un trou inhabituel s’est-il formé dans la couche d’ozone en 2020 ?

En avril 2020, un phénomène climatique étonnant s’est produit : au Pôle Nord, un trou inhabituel dans la couche d’ozone s’est ouvert puis refermé. Non seulement il s’agissait de l’un des plus vastes trous jamais répertoriés pour ce phénomène (600 000 kilomètres carrés), mais, habituellement, le « trou dans la couche d’ozone » fait référence à celui qui se forme au-dessus de l’Antarctique, au Pôle Sud.

À l’époque, le phénomène restait compliqué à expliquer, en raison d’un manque de recul. Mais, un peu plus d’un an après, une équipe a publié son analyse dans Advances of Atmospheric Sciences. Ils décryptent leurs résultats dans un commentaire de l’étude publié le 20 septembre 2021.

Réaction en chaîne

Les auteurs de cette étude ont compilé les données satellitaires dans plusieurs simulations afin de reproduire le phénomène, et ainsi comprendre ce qu’il s’est passé. Cela a permis de montrer que des températures élevées à la surface de la mer, dans le Pacifique-Nord, provoquent un abaissement de la température des vents violents arctiques. Or, quand ces vents sont très froids sur une longue période, ils déclenchent la formation de nuages polaires. Ce type de nuage, que ce soit au Pôle Nord ou au Pôle Sud, fait partie des « ingrédients clés » en cas d’appauvrissement sévère de la couche d’ozone.

Le « trou » qui s'est formé au printemps 2020 est visible sur cette représentation satellite.

Source : Agence spatiale européenne

Mais comment le réchauffement des températures de surface peut-il causer le refroidissement des vents ? Il se trouve que lorsque le Pacifique-Nord est plus chaud que la normale, les ondes planétaires sont affaiblies, ce qui fait chuter les températures du Vortex polaire (la dépression — et donc les nuages — située au-dessous de chaque pôle). Ce phénomène est plus courant au pôle Sud, au-dessus de l’Antarctique, mais plus rare au niveau du Pôle Nord, au-dessus de l’Arctique, car dans le nord les ondes planétaires sont moins facilement affaiblies.

Les simulations ont pu établir ce lien pour le trou dans la couche d’ozone formée au nord au printemps 2020 : les chercheurs ont bel et bien repéré un affaiblissement d’un courant d’ondes planétaires appelé « wavenumber-1 ».

Il demeure que le point d’origine de ce processus est une anomalie dans le Pacifique-Nord : des températures de surface de la mer excessivement élevées. On ne peut pas relier spécifiquement cette anomalie au changement climatique anthropique (d’origine humaine). Cela étant, une chose est sûre : le dérèglement anthropique du climat génère un réchauffement planétaire. De fait, ce type de phénomènes sont susceptibles de se reproduire, voire de s’intensifier.

« La formation d’une perte record d’ozone dans l’Arctique au printemps 2020 indique que les substances actuelles appauvrissant la couche d’ozone sont encore suffisantes pour provoquer un grave appauvrissement de l’ozone au printemps dans la stratosphère arctique », écrivent les auteurs. « Ces résultats suggèrent que de graves pertes d’ozone sont susceptibles de se produire dans un avenir proche, tant que les anomalies de température chaude à la surface de la mer dans le Pacifique Nord, ou d’autres processus dynamiques, sont suffisamment fortes. »

Ce n’est pas inéluctable, car « les substances appauvrissant la couche d’ozone sont en recul depuis la fin des années 1990 », rappellent les auteurs, et le trou dans la couche d’ozone au niveau de l’Antarctique se reconstitue très bien depuis que les mesures nécessaires ont été prises.

Pour aller plus loin

Bonne nouvelle : la couche d’ozone est vraiment en train de se rétablir