Le vortex polaire est une vaste zone de circulation d'air cyclonique dans la haute atmosphère entourant les deux pôles. Il est délimité par le courant-jet polaire et son air froid associé est généralement confiné aux régions polaires. Dans le cercle antarctique, et le vortex polaire sud, les quantités d'ozone sont les plus faibles, au niveau mondial. Une recherche publiée dans Avancées des sciences de l'atmosphère , dirigé par le Dr Luo Yuhan, auteur correspondant et professeur agrégé aux Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), suggère que le vortex polaire joue un rôle clé dans l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique en Antarctique.

"L'atmosphère au-dessus de l'Antarctique est contrôlée par un puissant vortex polaire en hiver, ce qui rend difficile les échanges avec l'atmosphère des latitudes moyennes." a déclaré le Dr Luo. "Les températures de l'air extrêmement basses ( <195 K) à l'intérieur du vortex polaire, conduire à la formation de nuages ​​stratosphériques polaires (PSC)."

Le Dr Luo a en outre expliqué que les PSC sont principalement composées de nitrate trihydraté et de glace d'eau, ainsi que des concentrations plus faibles d'autres composés volatils. Ces aérosols fournissent des surfaces pour des réactions hétérogènes qui convertissent les réservoirs d'halogènes en halogènes actifs qui provoquent un grave appauvrissement de la couche d'ozone.

L'équipe a utilisé des techniques de spectroscopie d'absorption optique différentielle à lumière diffuse Zenith (ZSL-DOAS) pour mesurer l'appauvrissement de la couche d'ozone près du bord du vortex polaire de la péninsule Fildes sur l'île King George (62.22S, 58.96W). Le ZSL-DOAS peut quantifier avec précision la densité de colonne d'ozone. Les colonnes d'ozone ont été comparées aux profils d'ozone stratosphérique de la base de données d'ozone MERRA2 de la NASA et aux profils PV de l'ensemble de données ECMWF, qui a permis de mieux comprendre les causes de l'appauvrissement de la couche d'ozone.

"PV est utilisé pour caractériser le vortex polaire et déterminer le bord du vortex polaire par le critère de Nash." dit Qian Yuanyan, un doctorat candidat travaillant avec le Dr Luo, et le premier auteur de cet article. Le critère de Nash suggère que le vortex se situe généralement à ou au sud de 65° de latitude équivalente, sur la base des valeurs PV.

Les résultats montrent que le PV est positivement corrélé avec les colonnes d'ozone total, et les deux variables évoluent à la hausse et à la baisse au même rythme.

"Les observations menées dans cette étude contribuent à une base pour une analyse plus approfondie afin d'améliorer la prédiction des variations interannuelles de l'ozone stratosphérique." dit le Dr Luo. "Cela fournira une meilleure compréhension de la récupération de l'ozone et des échanges stratosphère-troposphère au-dessus de la zone de bordure du vortex polaire."