NDSC : réseau d’observation des changements de la stratosphère et notamment de l’ozone
Extrait de la Lettre du Changement global n°18 - Programme International Géosphère Biosphère (IGBP) - Programme Mondial de Recherches sur le Climat (WCRP) - Programme International «Dimensions Humaines» (IHDP) - Diversitas - Earth System Science Partnership (ESSP)

Problématique scientifique et objectifs

L’ozone est un gaz qui se trouve majoritairement dans la stratosphère, entre 10 et 50 km d’altitude. L’ozone stratosphérique a un rôle très important car d’une part, il protège les organismes vivants en filtrant le rayonnement solaire UV et d’autre part, du fait de ses propriétés radiative, il intervient dans l’équilibre thermique et participe à l’effet de serre et donc au climat.

La stratosphère connaît d’importantes fluctuations d’origine naturelle (échauffements stratosphériques, injection d’aérosols volcaniques, variations du flux solaire,…), ainsi que d’origine anthropique, ayant pour conséquence une diminution globale et continue de la couche d’ozone ainsi qu’une réduction saisonnière de cette couche particulièrement fortes aux pôles (trou d’ozone).

Le réseau international de surveillance de la stratosphère NDSC (Network of Detection of Stratospheric Changes), mis en oeuvre en 1991, est soutenu par les agences scientifiques nationales et internationales incluant la Commission Internationale de l’Ozone, le Programme d’Environnement des Nations Unies, et l’Office de la Météorologie Mondiale.

Les objectifs de NDSC sont multiples :
• quantifier la variabilité de la stratosphère et comprendre les mécanismes physico-chimiques mis en jeu
• identifier les évolutions liées aux activités humaines
• établir une base de données indépendante et de qualité permettant d’étalonner les instruments embarqués sur les satellites et de tester les modèles numériques.

Stratégie et paramètres mesurés

Les mesures concernent la concentration d’ozone et des espèces chimiques qui interviennent dans la chimie de l’ozone, les aérosols, les grandeurs physiques liées à la dynamique de l’atmosphère (température et vent) et le rayonnement ultraviolet au sol.
L’instrumentation consiste en :
• sondes électrochimiques embarquées sous des ballons météorologiques. Elles permettent des mesures de la concentration d’ozone, de la température et de la pression, dans un domaine allant du sol jusqu’à environ 30 km d’altitude
• spectromètres observant l’absorption des rayonnements ultraviolet, visible et infrarouge. Ils sont utilisés pour déduire l’absorption de nombreux gaz et donc leur concentration intégrée dans une colonne d’atmosphère
• radiomètres utilisés pour mesurer le spectre UV solaire atteignant le sol
• radiomètres opérant dans le domaine spectral des micro-ondes adaptés pour la mesure de l’ozone et d’autres gaz dans la moyenne et la haute stratosphère. Ils fournissent un profil vertical mais ont, toutefois, une résolution spatiale limitée
• lidars (radars optiques) utilisant la diffusion par les molécules et/ou les particules atmosphériques d’un faisceau laser à impulsion émis verticalement. Ils permettent de déterminer, par ciel clair, les profils verticaux d’ozone, de température, de vapeur d’eau et des aérosols avec une haute résolution spatiale.