Dans une toute première étude utilisant des données sur l'ozone recueillies par des avions commerciaux, Des chercheurs de l'Institut coopératif de recherche en sciences de l'environnement (CIRES) de l'Université du Colorado à Boulder ont découvert que les niveaux de polluant dans la partie la plus basse de l'atmosphère terrestre ont augmenté dans l'hémisphère nord au cours des 20 dernières années. C'est même si des contrôles plus stricts sur les émissions de précurseurs d'ozone ont abaissé l'ozone troposphérique à certains endroits, y compris l'Amérique du Nord et l'Europe.

L'ozone troposphérique (l'ozone entre la surface de la Terre et 12 à 15 kilomètres au-dessus de la Terre) est un gaz à effet de serre et un polluant atmosphérique qui, à des niveaux élevés, peut endommager les poumons des gens et endommager les plantes.

Dans une étude publiée aujourd'hui dans la revue Avancées scientifiques , l'équipe a constaté une augmentation globale des niveaux d'ozone au-dessus de l'hémisphère nord. "C'est un gros problème car cela signifie qu'en essayant de limiter notre pollution localement, cela pourrait ne pas fonctionner aussi bien que nous le pensions, " dit Audrey Gaudel, un scientifique du CIRES travaillant au Laboratoire des sciences chimiques de la NOAA et auteur principal de l'étude. Elle et ses collègues ont documenté les plus fortes augmentations d'ozone sous les tropiques, Gaudel a dit, notant que l'ozone exporté des tropiques peut entraîner des augmentations par rapport à d'autres régions de l'hémisphère nord.

Gaudel et ses co-auteurs, Des scientifiques du CIRES de la NOAA et des collègues internationaux, ont également constaté les augmentations les plus frappantes dans les zones où les niveaux d'ozone étaient autrefois les plus bas :Malaisie/Indonésie, Asie du Sud-Est et Inde, par exemple. Ces régions avaient des valeurs d'ozone très faibles entre 1994 et 2004, et des niveaux très élevés ces dernières années, entre 2011-2016.

Les études précédentes n'ont pas pu tirer de conclusions définitives sur les tendances de l'ozone dans l'hémisphère nord, selon Gaudel, parce qu'il y a trop peu de sites de surveillance à long terme et parce que de nouveaux satellites avec une couverture quasi mondiale ont fourni des résultats contradictoires sur les tendances de l'ozone.

Les chercheurs se sont donc tournés vers les données d'aéronefs du programme européen In-Service Aircraft for the Global Observing System (IAGOS). « Depuis 1994, IAGOS a mesuré l'ozone dans le monde entier en utilisant le même instrument sur chaque avion, nous donnant des mesures cohérentes dans le temps et dans l'espace de la surface de la Terre à la haute troposphère, " a déclaré Gaudel. Entre 1994 et 2016, avions commerciaux capturés 34, 600 profils d'ozone, soit environ quatre profils par jour.

Gaudel et ses collègues ont utilisé ces mesures pour calculer les changements dans l'ozone troposphérique du milieu des années 1990 à 2016 au-dessus de 11 régions de l'hémisphère nord. Ils ont constaté une augmentation globale de l'ozone dans toutes les régions où ils ont regardé, dont quatre aux latitudes moyennes, deux dans les régions subtropicales, deux dans les tropiques et trois dans les régions équatoriales. En moyenne, les valeurs médianes d'ozone avaient augmenté de 5 % par décennie.

Dans ce qu'on appelle la "basse troposphère, " qui est plus proche de la surface de la Terre, l'ozone a diminué au-dessus de certaines régions des latitudes moyennes, y compris l'Europe et les États-Unis, où les émissions de précurseurs d'ozone ont diminué. Les chercheurs ont découvert que ces réductions étaient compensées par des augmentations plus élevées dans la troposphère, le résultat net étant une augmentation globale de l'ozone de la surface à 12 km.

Pour comprendre ce qui causait les changements d'ozone observés, les chercheurs ont examiné les inventaires d'émissions de l'un des principaux précurseurs de l'ozone, les oxydes d'azote (NOx), utilisés comme données d'entrée pour le modèle de transport chimique mondial MERRA-2 GMI, qui reproduit fidèlement les mesures IAGOS. Le modèle a montré que l'augmentation des émissions anthropiques dans les tropiques était probablement à l'origine de l'augmentation observée de l'ozone dans l'hémisphère nord.

Prochain, Gaudel veut examiner de plus près l'ozone sous les tropiques. L'Afrique pourrait devenir un hotspot mondial pour les précurseurs de la pollution atmosphérique, par exemple, et les données d'IAGOS lui permettront d'approfondir le rôle de ce continent dans les tendances récentes. Elle comparera également les mesures d'ozone tropical d'IAGOS, prises au-dessus des régions polluées, avec les mesures de la campagne de terrain de tomographie atmosphérique (ATom) de la NASA, qui mesurait des traces de gaz et de particules d'aérosol dans des régions plus éloignées, régions moins polluées, y compris les tropiques. Et elle regardera les mesures de TROPOMI, un instrument à bord d'un satellite de l'Agence spatiale européenne recueillant des informations sur la composition de l'atmosphère.

« Nous voulons comprendre la variabilité de l'ozone et de ses précurseurs et l'impact des régions polluées sur les régions éloignées, " a déclaré Gaudel. " Nous utilisons donc les meilleurs outils dont nous disposons, dont IAGOS, Données Atom et données TROPOMI, pour obtenir des profils et des colonnes d'ozone et de ses précurseurs à partir de différents types d'activités humaines et de sources naturelles."