background image
·
the first measurement of their composition demonstrat-
ing the co-existence in highly temperature dependent
proportions of crystals of NAT (Nitric Acid Trihydrate)
and liquid droplets of super-cooled ternary solution
(H
2
O / H
2
SO
4
/ HNO
3
) ;
·
the in situ observation from the ER-2 aircraft of large
NAT particles of 10 µm diameter which could sediment
rapidly and thus denitrify the stratosphere (without
dehydration as it happens in Antarctica after the sedi-
mentation of small ice crystals formed at extremely low
temperature).
Chemistry
Regarding chemistry, if the main features of chlorine activa-
tion and deactivation have been confirmed, the new infor-
mation to note are (figure 2, see colour plates) :
·
measurements of BrO demonstrating that 50-60% of
total inorganic bromine is always in activated form
(capable of destroying ozone) during daytime at all lati-
tudes, even in the tropics, and not only in the polar vor-
tex as previously thought ;
·
measurements of NOx in the lower stratosphere show-
ing a «re-nitrification» process consistent with the evapo-
ration of the large particles evoked above, which results
in the deactivation of chlorine and thus stops immedi-
ately the ozone loss process in the lower layers of the
stratosphere.
Ozone loss and cold winters
Regarding ozone, if large losses were indeed observed in
2000 of around 70% at altitudes around 17-18 km, they did
not translated into unusually large total ozone reduction
which remains of around 22% only, that is comparable with
that of warmer years. The explanation for this is the limited
vertical extension of the chlorine activated layer to altitude
levels above 14-15 km because of re-nitrification process
which does not occur on a warmer year (figure 3).
The photochemical models
Though in qualitative agreement with those observations,
photochemical models do not capture quantitatively yet the
full sequence of nucleation and growth of large particles,
sedimentation and re-evaporation which control the ampli-
tude and vertical extension of ozone loss (figure 4, see colour
plates). The prediction of impact of climatic change on
ozone as well as on the possible formation of an ozone hole
in the Arctic within the next few years, will depend strongly
on those new mechanisms. They require further clarification
before any reliable prediction could be made.
peut être dressé à partir des présentations dans différentes
réunions scientifiques récentes, dont en particulier :
·
le 5
ème
Symposium Européen sur l'Ozone
Stratosphérique qui s'est tenu à St Jean-de Luz,
France, au mois se septembre 1999,
·
le SOLVE-THESEO Science meeting à Palerme en
Italie en septembre 2000.
Différences entre les trois derniers hivers
De façon schématique, on peut résumer les résultats les
plus importants de la façon suivante. Par leurs différences
sur le plan de la météorologie de la stratosphère, les trois
hivers successifs étudiés au cours du programme THESEO,
ont permis des avancés significatives dans la compréhen-
sion des causes de la destruction de l'ozone. En effet si les
hivers 1997/98 et 1998/99 relativement chauds, ont été
marqués par des échanges rapides entre les hautes et les
moyennes latitudes, la stratosphère particulièrement
froide en 1999/2000 a favorisé la formation d'un vortex
polaire isolé et froid tard dans la saison favorable à la for-
mation de nuages stratosphériques (PSC) et à la destruc-
tion de l'ozone.
La composition des PSC
En ce qui concerne les PSC, les éléments nouveaux qui
méritent d'être signalés sont :
·
les premières mesures de composition in situ des
particules en ballon démontrant de façon définitive la
co-existence dans des proportions rapidement
changeantes en fonction de la température de
cristaux de NAT (acide nitrique tri-hydraté) et de
gouttelettes liquides surfondues de solution ternaires
(H
2
O/ H
2
SO
4
/HNO
3
) ;
·
l'observation in situ tout à fait nouvelle depuis l'ER-2
de l'existence de particules de NAT de grande dimen-
sion (10 µm) qui précipitent et peuvent ainsi dénitri-
fier la stratosphère (sans la déshydrater comme le font
les petites particules de glace qui se forment à très
basse température en Antarctique).
Des avancées en chimie
Sur le plan de la chimie, si les mécanismes d'activation et
de désactivation des chlores sont confirmés, les deux élé-
ments nouveaux portent sur :
·
les mesures de BrO qui démontrent que les bromes
se trouvent pour 50% - 60% sous cette forme active
et donc capables de détruire l'ozone à toutes les lati-
tudes et pas seulement à basse température en hiver
arctique ;
·
les mesures de NOx montrant une «re-nitrification»
de la basse stratosphère cohérente avec à la sédimen-
tation des grosses particules évoquées plus haut, qui a
pour effet de désactiver immédiatement les chlores et
donc d'inhiber toute destruction ultérieure d'ozone
dans les basses couches.
Lettre pigb-pmrc France
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