Long term evolution of tropical stratospheric O3 and NO2 columns
Etude des tendances d'ozone et de dioxyde d'azote dans la stratosphère tropicale
Résumé
The tropical region is the main entry point of the chemical species in the troposphere lifted into the stratosphere. They are then redistributed to higher latitudes via the Brewer Dobson. Thus any change of stratospheric constituents in the tropics will have an impact on their distribution at mid latitudes. Long series of O3 and NO2 columns in the tropics are available from 2 SAOZ stations (UV-Vis spectrometers): at Bauru (22°S-49°W) since 1995 and in La Réunion (21°S-55°E) since 1993. The most significant modulation for both components is the seasonal cycle (40%). A multiple regression analysis of O3 and NO2 columns at Bauru and La Reunion has quantified the impact of solar and geophysical parameters on their variability. Following this analysis, the cycles of the most influential parameters are, in decreasing order: the Quasi-Biennal Oscillation with 40% for both species, the El-Niño Southern Oscillation with 25% for O3 and 20% for NO2, the solar flux with 15 and 18%, and the aerosols with 20 and 12%. After subtracting these influences, the residual variations of O3 are not significant. Those of NO2 indicate an increase from 2001 to 2006, followed by a decrease in 2007. From variations of the Eddy heat flux, variations in average intensity of meridional exchange through the southern subtropical barrier have been identified since 2001. These distortions have been detected through the modulation of the 2 tropical stations equivalent latitude. Taking into account these changes yields to an increase in the concentration of NO2 in the tropics (3%/dec) consistent with the one estimated of N2O (2.5%/dec), the gas source of nitrogen oxides in the stratosphere
La région tropicale est le principal point d'entrée des espèces troposphériques dans la stratosphère. Elles sont ensuite redistribuées vers les hautes latitudes via la circulation de Brewer Dobson. Toute modification des constituants stratosphériques aux tropiques aura un impact sur leur distribution aux moyennes latitudes. Les colonnes d'O3 et de NO2 aux tropiques sont disponibles à partir des stations SAOZ (spectromètres UV-Vis): à Bauru (22°S-49°W) depuis 1995 et à La Réunion (21°S-55°E) depuis 1993. Une analyse par régression multiple des variations des colonnes a permis de quantifier l'impact de paramètres géophysiques et solaires sur leurs variabilités. Ainsi, le cycle saisonnier correspond à 40% de leurs modulations. Les cycles les plus influents sur les variations de ces espèces sont par ordre décroissant: l'Oscillation Quasi-Biennale avec 40%, le couplage El-Niño et Oscillation Australe avec 25% pour l'O3 et 20% pour le NO2, le Flux solaire avec 15 et 18%, et les aérosols avec 20 et 12%. Après soustraction de ces influences, les variations résiduelles d'O3 sont non significatives. Celles de NO2 indiquent une augmentation des colonnes de 2001 à 2006, suivie d'une diminution en 2007. À partir des variations du flux de chaleur turbulente, des variations d'intensité des échanges méridionaux au travers de la barrière subtropicale ont pu être identifiées à partir de 2001. Ces déformations sont constatées à travers les modulations de la latitude équivalente des 2 stations. La prise en compte de ces variations a permis de détecter une augmentation de NO2 aux tropiques (3%/dec) cohérente avec celle de N2O (2.5%/dec), gaz source des oxydes d'azote dans la stratosphère.
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