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L'évolution de l'appauvrissement de la couche d'ozone, son impact sur le changement climatique, la santé et l'environnement.

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Contexte - Suite à la mise en œuvre de l'interdiction des CFC, la couche d'ozone s'est lentement recouvrée.

Quel est son état et comment est-il lié au changement climatique ?

Ceci est une synthèse et un résumé de plusieurs rapports scientifiques de consensus. Pour une liste complète des sources, vous pouvez vous référer à la section références.

  • Source :UNEP ( (2015) / CE (2014)
  • Résumé & Détails: GreenFacts
Dernière mise à jour: 27 avril 2017

Introduction

Dans les années 1970, il a été observé que chaque printemps, un «trou» se formait dans la couche stratosphérique d'ozone en particulier au-dessus de l'Antarctique, et que certains produits chimiques issus des activités humaines étaient responsables de la destruction de l'ozone. Les très basses températures hivernales dans la stratosphère antarctique provoquent des nuages stratosphériques polaires qui empêchent temporairement l'«ozone frais» formés dans la région tropicale de remplacer l'ozone détruit. La réduction de la couche d'ozone modifie les rayonnements UV atteignant la surface de la terre et ce qui provoque divers impacts sur l'environnement et sur la santé.

En 1987, les gouvernements du monde ont décidé, avec le Protocole de Montréal, d'interdire progressivement l'utilisation de produits chimiques appauvrissant la couche d'ozone (SAO ou ODC, Ozone Depleting Substances), une interdiction rendue possible par la disponibilité progressive de substituts «compatibles avec l'ozone». Depuis lors, le trou saisonnier d'ozone commence lentement à diminuer.

Qu'est-ce que l'ozone stratosphérique et comment est-il détruit ?

L'ozone est une molécule spécifique composée de trois atomes d'oxygène combinés qui constituent une couche présente en en faible concentration dans la partie supérieure de l'atmosphère terrestre (stratosphère). Il absorbe une grande partie des rayonnements ultraviolets biologiquement nocifs du soleil et, en tant que tel, est vital pour le bien-être humain et la santé des écosystèmes. Certaines substances fabriquées par l'homme contenant des atomes de chlore ou de brome (chloro-fluoro-carbones ou CFC, par exemple) qui sont très stables sont suffisamment persistants dans l'atmosphère que pour atteindre la stratosphère et la couche d'ozone. Leur dégradation par les rayonnements cosmiques libère alors des atomes de chlore ou de brome qui induisent la dégradation de l'ozone en oxygène.

C'est en fait parce que ces substances sont très stables et ne sont pas réactionnelles qu’elles ne produisent pas d’effets néfastes et toxiques et qu'elles ont été utilisés dans des applications comme la réfrigération, la climatisation, les mousses isolantes ou comme gaz propulseurs dans les aérosols

Quel est le lien entre l'appauvrissement de la couche d'ozone, les substances appauvrissant la couche d’'ozone (SAO) et le changement climatique ?

L'appauvrissement de l'ozone lui-même n'est pas la cause principale du changement climatique mondial. Les changements dans l'ozone et le climat sont néanmoins directement liés parce que l'ozone absorbe le rayonnement solaire et est également un gaz à effet de serre. L'appauvrissement de la couche d'ozone stratosphérique conduit au refroidissement de la surface terrestre, tandis que l'augmentation observée de l'ozone troposphérique et d'autres gaz à effet de serre entraîne un réchauffement de la surface.

En ce qui concerne les substances appauvrissant la couche d'ozone (SAO), la plupart sont également de puissants gaz à effet de serre et, dans un monde sans Protocole de Montréal sur l’interdiction des SAO (une réduction de 98% dans le monde entre 1986 et 2015), les émissions annuelles de SAO pourraient être aujourd'hui contribuer au réchauffement climatique au niveau des émissions de CO2 à des concentrations 10 fois plus élevés que la valeur actuelle1. Les gaz de substitution transitoires des SAO, les H-CFC d'abord, puis les HFC (hydrofluorocarbures) sont également des gaz à effet de serre, mais la plupart d'entre eux dans une moindre mesure. Leur utilisation transitoire comme substitut aux SAO représente à ce jour la contribution la plus importante à la réduction des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

Quoi qu'il en soit, parce que ces premières générations de produits chimiques de substitution ont encore un potentiel de gaz à effet de serre important qui, à long terme, pourrait compenser les bénéfices climatiques en contribuant de manière substantielle au forçage climatique induit par l'homme, leur élimination progressive a été décidée en 2016 dans une modification du Protocole de Montréal2

D'autres changements climatiques associés à l'appauvrissement de la couche d'ozone incluent des changements des températures, des précipitations et des vents plus intenses dans l'hémisphère sud, ce qui conduit à une forte remontée des eaux profondes riches en carbone et une moindre captation du carbone atmosphérique par l'océan Austral, ce qui réduit le potentiel des océans à agir comme puits de carbone (moins de séquestration de carbone).

1 The importance of the Montreal Protocol in protecting climate. G. J. M. Velders et al. Netherlands Environmental Assessment Agency; .S. EPA, Earth System Research Laboratory; National Oceanic and Atmospheric Administration, and DuPont Fluoroproducts. PNAS vol. 104 -12, 4814–4819, 2007.  http://www.pnas.org/content/104/12/4814.full.pdf

L'appauvrissement de la couche d'ozone a-t-il des effets importants sur la santé humaine ?

Au printemps 2011, une augmentation de 40 à 50% des coups de soleil a été observée dans plusieurs endroits de l'Arctique et des pays scandinaves. Toutefois, selon le rapport du PNUE, l'augmentation de l'exposition aux UV, plus qu’à la diminution de la couche d'ozone, est probablement plus attribuable aux changements de comportement humains ces dernières décennies en ce qui concerne l'exposition au soleil.

Un rayonnement UV-B excessif peut entraîner des coups de soleil, des inflammations des yeux, des cataractes qui peuvent conduire à la cécité et à des cancers de la peau et des yeux. L'incidence de ces cancers a considérablement augmenté depuis les années 1960 dans les populations à peau claire, mais s'est stabilisée au cours des dernières années dans les groupes d'âge plus jeunes de plusieurs pays, sans doute en raison de campagnes efficaces de santé publique et, dans de nombreux pays, la mortalité peut avoir aussi atteint un maximum.

Par ailleurs, il est important de noter le rôle du rayonnement UV solaire dans la synthèse de la vitamine D chez les humains, essentielle pour maintenir les taux sanguin de calcium requis pour conserver des os solides. La carence en vitamine D pourrait également augmenter le risque d'une série de maladies telles que certains cancers, des maladies auto-immunes et des infections. Il est donc essentiel d'équilibrer la nécessité d’une exposition aux UV-B avec ses risques.

Quels sont les impacts des modifications de la couche d'ozone et des rayonnements UV-B sur les écosystèmes ?

La productivité des plantes diminue légèrement avec l'augmentation du rayonnement UV et le rayonnement UV-B peut affecter les interactions entre les racines des plantes, les microbes, les animaux du sol et les plantes avoisinantes, avec des conséquences potentielles sur la fertilité du sol, le stockage du carbone, la productivité des plantes et la biodiversité des espèces.

En revanche, l'exposition au rayonnement UV-B peut favoriser la robustesse des plantes et améliorer leur résistance des plantes aux herbivores et aux agents pathogènes, améliorer leur qualité et augmenter ou diminuer les rendements des produits agricoles et horticoles. En agissant sur les polyphénols, les rayonnements UV peuvent également augmenter la qualité nutritionnelle des produits végétaux et la tolérance des plantes aux conditions de stress.

Le rayonnement UV joue également un rôle essentiel dans la formation du smog photochimique qui se compose principalement d'ozone au niveau du sol ainsi que de matières particulaires et d'aérosols, mais, inversément, le rayonnement UV peut également jouer un rôle dans la destruction des particules d'aérosol. D'autre part, la fréquence et l'étendue accrues des feux de forêt liés aux changements climatiques deviennent des sources importantes de noir de carbone dans l’atmosphère et de fumées de particules de carbone organique et d'aérosols ayant un impact significatif sur le rayonnement UV de la surface terrestre.

Dans les écosystèmes aquatiques, le rayonnement UV exerce un effet sur la répartition et la composition des espèces et interagit aussi avec le fait que les océans sont plus chauds et plus acides.

Références :
1. Environmental effects of ozone depletion and its interaction with climate change : 2014 Assessment
 http://ozone.unep.org/Assessment_Panels/EEAP/eeap_report_2014.pdf
Secretariat for The Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer and The Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer, United Nations Environment Programme (UNEP)
2. Environmental Effects of Ozone Depletion and its Interactions with Climate Change - Progress Report, 2015
http://capacity4dev.ec.europa.eu/unep/document/2015-progress-report-environmental-effects-ozone-depletion-and-its-interactions-climate-cha 
United Nations Environment Programme, Environmental Effects Assessment Panel. The present Progress Report for 2015 is a short report. A full Quadrennial Assessment, more detailed in terms of technical information, will be made available in 2018.
3. Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer: 2014 Update
 https://www.esrl.noaa.gov/csd/assessments/ozone/2014/twentyquestions2014update.pdf
A component of the 2014 report of the Montreal Protocol Scientific Assessment Panel, Scientific Assessment of Ozone Depletion.
World Meteorological Organization, United Nations Environment Programme, National Oceanic and Atmospheric Administration, National Aeronautics and Space Administration, European Commission

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