De nouvelles recherches ont identifié une forme moins connue d’ozone jouant un rôle important dans le réchauffement de l’océan Austral – l’un des principaux systèmes de refroidissement de la Terre.
L’ozone, gaz composé de trois atomes oxygènes, est ambivalent : il y a le bon et le mauvais. Le premier se situe dans la stratosphère et forme la couche d’ozone, un bouclier protecteur contre les ultraviolets nocifs émis par le Soleil. Le second se trouve plus près du sol, dans la troposphère, et est nocif pour l’homme, notamment lors des pics de pollution.
De nouvelles recherches menées par des scientifiques de l’UC Riverside révèlent que cet ozone de niveau inférieur ajoute beaucoup de chaleur à l’océan Austral – plus que ce que les scientifiques avaient compris auparavant. L’étude est publiée dans la revue Nature Climate Change.
Les océans, pièges à carbone
Les océans éliminent la majorité du carbone et de la chaleur qui pénètrent dans l’atmosphère lorsque nous brûlons des combustibles fossiles. L’océan Austral, également appelé océan Antarctique, recueille un tiers de tout l’excès de carbone dans l’atmosphère mondiale et environ 75 % de l’excès de chaleur collecté par les océans du monde.
Wei Liu, climatologue à l’UCR et auteur principal de la nouvelle étude, déclare : « Les gens n’ont pas prêté beaucoup d’attention dans le passé à l’ozone troposphérique en termes d’absorption de chaleur océanique. D’après nos modèles, ils devraient l’être ». Mais le réchauffement accru des océans contribue à des problèmes bien documentés d’élévation du niveau de la mer.
L’ozone contribue au réchauffement de l’océan Austral
Pour approfondir cette compréhension du réchauffement de l’océan Austral, Liu et une équipe internationale de scientifiques ont exploré des simulations de modèles climatiques avec des changements dans les niveaux d’ozone entre 1955 et 2000. Ces simulations de modèles ont isolé l’ozone stratosphérique et troposphérique des autres influences sur les températures de l’océan Austral, leur permettant de voir comment chaque facteur contribue. Alors que l’ozone stratosphérique et troposphérique contribue au réchauffement de l’océan Austral, l’équipe a démontré que ce dernier y contribue davantage.
Liu souligne : « Historiquement, environ un tiers du réchauffement de l’océan est attribuable à l’ozone. Pour ce tiers, environ 40% proviennent de la stratosphère et le reste est de la troposphère ». Grâce aux simulations effectuées par les chercheurs, il est apparu que 30 % du réchauffement observé sur les deux premiers kilomètres de l’océan Austral entre 1955 et 2000 était attribuable aux variations d’ozone. De ces 30 %, 60 % sont liés à la hausse mesurée en basse atmosphère et 40 % à la diminution observée en stratosphère. En effet, la hausse des concentrations en basse atmosphère associée à leur diminution en stratosphère a ralenti la perte d’énergie vers l’espace et augmenté sa capture par l’océan. cette capture accrue a contribué à réchauffer l’océan.
Notons que, dans les années 1980, la préoccupation croissante concernant un “trou” généré par la pollution dans la couche supérieure d’ozone protectrice a conduit au Protocole de Montréal. Cet accord environnemental historique a codifié la volonté des 198 membres des Nations Unies de réglementer les produits chimiques générant ce “trou”. Liu ajoute : « Depuis que le protocole a été ratifié, l’appauvrissement de la couche d’ozone s’est quelque peu rétabli dans la stratosphère, et les modèles climatiques prévoient qu’il continuera à se rétablir progressivement ».
Liu pense que les résultats de cette étude pourrait aider les parties prenantes à apporter d’autres changements qui amélioreront l’environnement. Par exemple, les composés organiques volatils, ou COV, provenant de produits comme les pesticides, la fumée de tabac et les automobiles sont des gaz qui forment les éléments constitutifs de l’ozone troposphérique. Il en va de même pour les oxydes d’azote produits par la combustion ou le monoxyde de carbone provenant des fournaises, des cuisinières à gaz et des gaz d’échappement des automobiles. Bon nombre de ces produits peuvent être modifiés pour produire moins de COV.
Liu conclut : « L’ozone troposphérique est un polluant de l’air. Si nous réduisons notre production, nous obtenons le double avantage de moins de pollution de l’air et très probablement, moins de réchauffement de l’océan Austral également ».
Liu, W., Hegglin, M.I., Checa-Garcia, R. et al. Stratospheric ozone depletion and tropospheric ozone increases drive Southern Ocean interior warming. Nat. Clim. Chang. 12, 365–372 (2022). https://doi.org/10.1038/s41558-022-01320-w