L'amincissement de la couche d'ozone

Benoît Urgelli

ENS-Lyon

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

16/02/2000

Résumé

Données sur l'ozone dans la stratosphère et l'évolution de sa concentration entre 1979 et 1992.


Des cartes montrant l'évolution de la couche d'ozone stratosphérique au dessus de l'arctique et de l'antarctique sont disponibles sur le site de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Les documents ci-dessous proviennent du site de la NASA et de celui du Centre for Atmospheric Science de l'Université de Cambridge.

Sur cette page, vous trouverez des données sur l'ozone dans la stratosphère et la notion d'unité Dobson, sur l'évolution de l'amincissement de la couche d'ozone polaire (Arctique et Antarctique) sur plusieurs années (de 1979 à 1992) et sur la corrélation avec l'abondance de dérivés chlorés (ClO, ClONO2)

Voir aussi l'article de Gérard Mégie,du Service d'aéronomie (CNRS - UPMC - UVSQ) sur la diminution de la couche d'ozone et les émissions de CFC.

Figure 1. Répartition de l'ozone dans l'atmosphère terrestre.

Répartition de l'ozone dans l'atmosphère terrestre.

Ce document permet de visualiser les quantités d'ozone présentes dans la troposphère et dans la stratosphère. On distingue ainsi les différences de proportion d'ozone troposphérique et d'ozone stratosphérique. Source : Document transmis par Christine David, Service d'aéronomie (CNRS - UPMC - UVSQ), Paris.


Altitude (km)

T (K)

P (hPa)

Nombre de molécules d'air par cm3 *

Concentration en ozone (en 106 molécules par cm3 *)

0

289

1 013

2,5.1019

800 000

5

259

542

1,5.1019

770 000

10

230

269

8.5.1018

750 000

15

210

122

4,2.1018

2 200 000

20

215

55

1,8.1018

4 800 000

25

219

25

8,3.1017

4 900 000

30

224

11,5

3,7.1017

3 100 000

35

235

5,4

1,7.1016

1 300 000

40

250

2,7

7,7.1016

390 000

50

271

0,7

2,0.1016

41 000

60

254

0,2

5,7.1015

5 700

70

220

0,05

1,5.1015

600

80

187

0,009

3,4.1014

93

* Les chimistes de l'atmosphère ont l'habitude d'exprimer les concentrations en molécules par centimètre cube au lieu de la mole par mètre cube. Une mole de molécules est un ensemble de 6,0225.1023 molécules.

La figure 4 représente une colonne d'air au dessus du Canada dont la base a une superficie de 10° x 5°. La quantité d'ozone dans la colonne ainsi définie est mesurée en unités Dobson. Si l'on comprimait tout l'ozone compris dans cette colonne dans les conditions thermodynamiques standard (0°C et 1 atm), on obtiendrait une couche de 3 mm d'épaisseur.

Sachant que cette couche de 3 mm correspond à 300 Unités Dobson (DU), 1 DU correspond donc à une couche d'ozone de 0,01 mm d'épaisseur. Le spectromètre Dobson est l'instrument de mesure de la quantité d'ozone depuis la surface terrestre. Il mesure l'intensité du rayonnement solaire UV au sol pour quatre longueurs d'onde différentes dont deux seulement sont absorbées par l'ozone.

Simulation tri-dimensionnelle vidéographique de l'évolution du nitrate de chlore (ClONO2) dans la stratosphère pendant l'hiver 1994-1995 dans l'hémisphère Nord : au début du film, le nitrate de chlore est détruit lors de la formation des nuages stratosphériques polaires. Pendant une bonne partie du film, vous ne voyez plus rien car le chlore résultant de la destruction de ClONO2 demeure sous ses formes les plus réactives. Mais, au retour du soleil sur la région précédemment occupée par la nuit polaire en Arctique, on constate que ClONO2 est à nouveau produit. Ceci commence d'abord tout-autour de la limite du tourbillon polaire et on observe alors un « collier » de nitrate de chlore.

Bibliographie

Océans et atmosphère (1996). A. Chapel, M. Fieux, G. Jacques, J.-M. Jacques, K. Laval, M. Legrand, H. Le Treut, Ed. Hachette Education.

Ozone, l'équilibre rompu (1989), G. Megie, Presses du CNRS.