La stratosphère est l’une des cinq couches qui composent l’atmosphère terrestre. La première couche est la troposphère, comprise entre la surface du globe et 8 à 15 km selon la latitude et la saison. La plupart des objets volants voyagent dans ce corridor, seules les fusées, les missiles balistiques notamment dépassent la troposphère. Vient ensuite la stratosphère jusqu’à 50 kilomètres d’altitude puis la mésosphère jusqu’à 80 kilomètres environ de la surface. La mésosphère la zone de transition entre la Terre et l’espace.
C’est dans son périmètre que les objets volants s’échauffent en rentrant dans l’atmosphère. La quatrième couche de l’atmosphère est la thermosphère comprise entre la limite supérieure de la mésosphère et 500 à 1000 kilomètres. C’est dans cette zone qu’orbite la station spatiale internationale. La dernière couche qui s’étend ensuite à l’infini de l’espace s’appelle l’exosphère.
En règle générale plus on s’élève dans les couches de l’atmosphère plus les températures diminuent, mais dans la stratosphère l’inverse se produit, les températures augmentent en se rapprochant de son niveau supérieur. Cette inversion des températures est due à l’absorption des rayons ultraviolets du soleil. La couche de la stratosphère qui absorbe ce rayonnement et se réchauffe est appelée l’ozonosphère car elle est constituée d’ozone, un cousin de l’oxygène, formé de trois atomes d’oxygène qui capture les rayons ultraviolets du soleil.
Une particularité de la stratosphère est l’équilibre qui se produit à sa base entre la chaleur transmise par la couche d’ozone et la chaleur provenant de la troposphère. La relative stabilité de cette zone de la troposphère, à la limite de la stratosphère constitue le passage privilégié des avions commerciaux car ils n’y subissent pas les turbulences liées au phénomène de convection de la chaleur de la troposphère.
L’ozone est présent dans la stratosphère entre 20 et 40 kilomètres et captent les rayons UV du soleil protégeant ainsi la Terre d’une trop forte chaleur. Mais l’utilisation massive de gaz chlorofluorocarbones pendant des décennies en raison de leurs propriétés, ces gaz étant particulièrement stable, non inflammable et non corrosif, a provoqué une concentration de CFC dans notre environnement puis jusque dans la stratosphère.
Des réactions chimiques spécifiques à ces gaz provoquent la destruction de la couche d’ozone et participent au réchauffement climatique. Malgré les mesures de restriction dans l’utilisation des CFC dés les années 80, la concentration dans la stratosphère a continué à augmenter jusque dans les années 1990. Les scientifiques estiment que la concentration devrait atteindre un niveau acceptable au milieu du XXIème siècle.
D’ici là, il est possible que la couche d’ozone continue de souffrir. Sans ozone, la vie sur Terre ne serait possible que dans les océans, à une profondeur où les rayons UV peuvent être supportés, comme ce fût déjà le cas il y a 4000 millions d’années lors de la période dite de l’Archéen.
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La stratosphère, si elle constitue une des cinq couches de l’atmosphère terrestre, n’en est pas moins l’une des plus importantes car c’est en son sein que la couche d’ozone absorbe les rayons UV du soleil et permet à la Terre de disposer d’une température régulée et d’une atmosphère viable.
Cependant, plusieurs facteurs jouent un rôle dans la disparition de l’ozone, l’utilisation des gaz dits CFC, mais aussi tout autre forme de gaz qui favorisent le réchauffement climatique. Une récente étude publiée dans Nature Communications en juin 2021 montre que le réchauffement climatique accélère la destruction de l’ozone.
Cette étude fait suite à l’observation, au printemps 2020, d’un trou dans l’ozone au-dessus de l’Arctique de trois fois la taille du Groenland et qui s’est refermé naturellement quelques temps après. Il est confirmé que les gaz à effet de serre, s’ils réchauffent la troposphère, refroidissent la stratosphère et les conditions météorologiques particulières au-dessus des pôles favorisent la destruction d’ozone lorsque des courants très froids circulent et se stabilisent dans la stratosphère.
L’Arctique est particulièrement ciblé car ce phénomène se produit d’habitude plus rarement qu’au-dessus de l’Antarctique, mais si le refroidissement de la stratosphère au-dessus de l’Arctique venait à être plus régulier, il favoriserait une destruction d’ozone supplémentaire et accentuerait le réchauffement climatique. Selon ce scénario mis en avant dans l’étude par des chercheurs allemands, américains et finlandais, c’est l’ensemble des gaz à effet de serre provoquant le réchauffement climatique qu’il faut cibler.
Cela revient à considérer le protocole de Montréal signé en 1987 qui a permis de réduire et bannir l’utilisation de plusieurs gaz destructeurs d’ozone dans la stratosphère, comme insuffisant pour permettre à la couche d’ozone de se reconstituer correctement.
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