Storm Clouds Peut Percer Des Trous Dans L'Ozone

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Des nuages ​​d’orage au-dessus des états-unis pourraient projeter de la vapeur d’eau dans la stratosphère, où elle pourrait réagir et contribuer à la perte d’ozone protecteur.

Une nouvelle étude propose que le même processus qui crée un trou dans la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique apparaisse au-dessus des gros nuages ​​d'orage d'été aux États-Unis et pourrait détruire l'ozone dans cette région.

Quatre-vingt dix pour cent de l'ozone terrestre se trouve dans la stratosphère (la deuxième couche de l'atmosphère, juste au-dessus de celle que nous respirons, la troposphère). Cet ozone forme la couche d'ozone, qui protège tout ce qui se trouve à la surface de la Terre des rayons ultraviolets nocifs du soleil.

La destruction de l'ozone dans la basse stratosphère est provoquée par des molécules de chlore et de brome réactives appelées radicaux libres. Les radicaux libres volent l'un des trois atomes d'oxygène de l'ozone. La perte d'un atome transforme l'ozone en une molécule d'oxygène quotidienne qui ne confère pas les mêmes avantages protecteurs.

Habituellement, les réactions chimiques qui zappent l'ozone ne se produisent que par très basses températures - environ moins 112 degrés Fahrenheit (moins 80 degrés Celsius) - par exemple, dans l'atmosphère haute au-dessus des pôles gelés. Mais Jim Anderson, auteur principal de la nouvelle étude, soupçonnait que l'augmentation de la concentration de vapeur d'eau dans la stratosphère par les nuages ​​d'orage signifiait que les réactions chimiques allaient se déclencher à des températures plus élevées au-dessus des latitudes moyennes des États-Unis.

"Chaque fois que vous respectez la concentration appropriée d'eau et de température, ces réactions se produiront", a déclaré Anderson, professeur de chimie de l'atmosphère à l'Université de Harvard.

Injections d'eau

Les cumulonimbus imposants, coupables de violents orages, transportent la vapeur d'eau très haut dans le ciel par convection. Au cours de vols de surveillance effectués entre 2001 et 2007, les scientifiques ont découvert que les sommets des nuages ​​atteignaient la basse stratosphère, à des altitudes comprises entre 15 et 20 kilomètres au-dessus de nous, projetant ainsi l’eau qu’ils contenaient. [Infographie: couches de l'atmosphère terrestre]

"Ces tempêtes convectives injectent de l'eau beaucoup plus profondément dans la stratosphère qu'on ne le soupçonnait jamais, et cela a immédiatement commencé à nous inquiéter", a déclaré Anderson à OurAmazingPlanet.

La principale préoccupation d'Anderson concerne les radicaux libres chlorés. Les atomes prennent leur nature dangereuse lors d’une série de réactions chimiques rapides se déroulant à la surface d’aérosols sulfate-eau, de minuscules gouttelettes omniprésentes dans la basse stratosphère.

"La composition chimique de ces aérosols sulfate-eau est telle que le taux de conversion du chlore inorganique est fonction non seulement de la température, mais également de la vapeur d'eau et de la température", a déclaré M. Anderson. Ajouter plus de vapeur d'eau dans la basse stratosphère signifie que des radicaux libres de chlore peuvent se former à des températures plus élevées, a-t-il expliqué. La lumière solaire abondante disponible aux latitudes plus basses augmente également la vitesse de réaction.

L'étude montre que les molécules de chlore s'accumulent rapidement dans les 24 heures suivant une tempête. En conséquence, la perte d’ozone peut augmenter de deux ordres de grandeur par rapport à celle de la stratosphère régulièrement aride.

"Nous avons été assez surpris par le taux de réaction de la chimie aux conditions d'ensoleillement dans la basse stratosphère", a déclaré Anderson. "Cette conversion a lieu au cours d'une période diurne et c'est beaucoup plus rapidement que prévu."

Observations directes nécessaires

La modélisation informatique, combinée aux données provenant d’aéronefs de recherche, indique que les bonnes conditions se produisent au-dessus du centre des États-Unis en été, révèle la nouvelle étude.

Cependant, personne n'a directement observé le processus en cours. Cela rend les autres scientifiques intrigués mais prudents à propos de la théorie.

"Je ne pense pas que Jim ait prouvé le cas", a déclaré Andrew Dessler, professeur de chimie atmosphérique à la Texas A & M University. "Nous n'avons aucune donnée pour réfuter ou soutenir cette idée."

Mary Barth, scientifique au Centre national de recherche sur l'atmosphère, a déclaré que le document d'Anderson inciterait la communauté des chercheurs à "regarder les choses un peu différemment".

"Comprendre la quantité de matière qui pénètre dans la stratosphère est quelque chose que nous déterminons toujours en détail. Ce qu'il fait nous pousse à évaluer réellement sa théorie et à obtenir des données pour voir si cela a du sens", a-t-elle déclaré.

Anderson et ses co-auteurs demandent à la NASA de piloter des avions de recherche à travers les nuages ​​de nuages ​​stratosphériques afin de confirmer les preuves de la chimie des trous d'ozone dans leur article, publié aujourd'hui (26 juillet) dans Science Express, l'édition en ligne du journal Science.

"Nous avons une base très puissante de la chimie que nous avons vérifiée à travers de nombreuses observations d'un large éventail de conditions", a déclaré Anderson. "Il est vrai que si nous pouvions suivre notre exemple, nous aimerions l'observer lors d'un événement convectif au-dessus des États-Unis." Des recherches futures pourraient également indiquer si le processus se limite aux tempêtes ou si la vapeur d'eau circule dans la stratosphère radicaux d’appauvrir la couche d’ozone sur une vaste zone.

"Si l’atmosphère souffle sous le vent et qu’elle a disparu, c’est une curiosité", a déclaré Dessler. "D'autre part, il est possible que ces événements produisent suffisamment de vapeur d'eau pour avoir un effet détectable sur l'ozone. Si cela se produit, nous voulons savoir si cela est important à l'échelle de l'hémisphère ou si cela a un effet sur l'ozone mondial.. "

Cette histoire a été fournie par OurAmazingPlanet, un site sœur de WordsSideKick.com.


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