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Le trou d’ozone responsable de la migration des courants-jets

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Les courants atmosphériques sont modifiés. Dans l'hémisphère sud, le courant-jet migre vers le pôle, ce qui impacte le climat global. Il est suggéré depuis déjà quelques années que le trou de l'ozone et les gaz à effet de serre en sont responsables. Une étude a récemment prouvé que le principal coupable était l'appauvrissement de l'ozone en Antarctique.

Le 22 septembre 2012, le trou dans l'ozone était à son apogée. La diminution de l'ozone entraîne une migration du courant-jet de l'hémisphère sud durant les saisons chaudes. La modification de ce courant entraîne une modification des zones de convection dans les tropiques et, donc, du climat global. © Nasa, Goddard space flight center

Un courant-jet est un courant d'ouest permanent en haute troposphère. Dans l'hémisphère sud, il en existe deux : durant l'automne et l'hiver australs, on distingue le courant-jet subtropical (à 30° S) du courant-jet polaire (à 60° S). Ces courants sont permanents, et les vents peuvent dépasser 360 km/h. Pendant les saisons chaudes, en revanche, un seul courant-jet demeure. Depuis un demi-siècle, on observe une migration du courant subtropical vers le pôle Sud, si bien qu'il se trouve plutôt autour de 40° S. 

Ces courants influencent la circulation atmosphérique globale et modulent les précipitations à l'équateur. La migration du courant durant l'été entraîne des modifications dans les régimes de pluie. Depuis des années, des scientifiques suggèrent que l'appauvrissement de la couche d’ozone en Antarctique, ainsi que les gaz à effet de serre (GES), sont responsables du déplacement du courant-jet. Toutefois, jusqu'à présent, aucune étude n'est parvenue à déterminer précisément dans quelle mesure l'ozone et les GES y contribuent.

La couche d'ozone est la partie de la stratosphère où l'élément est en forte concentration. Cette couche protège la Terre des rayons UV du Soleil. Cependant, dans la troposphère, l'ozone est un oxydant très puissant, polluant majeur de l'air. Il est nocif pour l'Homme, pour la faune et pour la flore. En fonction des conditions météorologiques et géographiques, une zone urbaine peut être recouverte d'un smog, ou brume de pollution. Un smog est très nocif, principalement à cause de l'ozone troposphérique. © Michael Ertel, GNU

Comprendre l'influence des deux forçages est essentiel. Si le trou de la couche d’ozone se referme, le courant-jet se redirigera vers le nord, sauf si les GES ont une influence plus importante que l'appauvrissement de l'ozone. L'effet des gaz inhibera alors la migration du courant-jet vers sa position initiale. Néanmoins, des météorologues de la Pennsylvania State University ont récemment démontré que l'appauvrissement de la couche d'ozone contribuait pour plus de 50 % au déplacement actuel du courant.

Une simulation pour quatre profils de vents différents

Les chercheurs Sukyoung Lee et Steven B. Feldstein ont étudié les effets de l'ozone et des gaz à effet de serre sur différents profils de vent. « Lorsque les chercheurs étudient l'influence de la couche d'ozone et des gaz à effet de serre, ils se concentrent sur une seule configuration des vents. Mes précédents résultats suggèrent pourtant qu'en regardant plusieurs modèles différents, vous pouvez en apprendre davantage sur ce qui se passe », explique Steven B. Feldstein.

L'étude, publiée dans la revue Science, se base donc sur l'analyse de quatre configurations de vents possibles. Dans la première, les vents migrent des latitudes moyennes vers l'équateur. La deuxième décrit également un changement vers l'équateur mais inclut une composante tropicale importante (vents tropicaux). La troisième configuration correspond à un déplacement du courant-jet vers le pôle Sud, mais avec un affaiblissement de sa force maximale. La dernière, enfin, simule un déplacement du courant-jet vers les pôles moins important et une forte composante tropicale.

L’ozone contre les gaz à effet de serre

Les simulations des modèles suggèrent que la première configuration de vent est plutôt liée à l'influence des gaz à effet de serre ; la troisième à l'ozone ; la deuxième et quatrième configurations n'ont aucun lien avec ces forçages. Une faible migration des vents d'ouest vers l'équateur (première configuration) et une augmentation de la fréquence du déplacement du courant-jet vers le pôle Sud, sur le long terme (troisième configuration), expliqueraient donc les changements du vent dans l'hémisphère sud.

Des preuves sur la façon dont les GES influencent les modifications du courant-jet ont été mises au jour. Ils n'influencent pas directement le courant atmosphérique mais perturberaient plutôt la convection tropicale, ou le transfert vertical de chaleur dans les systèmes nuageux de grande échelle. Ce sont ces perturbations modifient le courant-jet. Les chercheurs approfondissent actuellement la question. En outre, ils cherchent d'autres méthodes possibles pour quantifier les rôles des GES et de l'ozone sur la modification du courant-jet et de la glace de mer antarctique.

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