Les aérosols issus de la combustion de biomasse stratosphérique compensent une destruction record de l’ozone au‑dessus de l’Arctique au printemps 2020

La fumée des feux de forêt et une surprise concernant l’ozone

Quand l’information est tombée selon laquelle la couche d’ozone arctique avait subi des pertes records au printemps 2020, beaucoup ont craint un retour en arrière après une victoire environnementale difficilement acquise. Cette étude examine un acteur inattendu de cette histoire : la fumée provenant d’immenses incendies. Les auteurs montrent que la fumée atteignant les hautes couches de l’atmosphère au‑dessus de l’Arctique n’a pas seulement contribué à détruire l’ozone, comme on le craignait — elle a aussi modifié les vents et les températures de manière à protéger partiellement la région d’une perte d’ozone encore plus grave.

Pourquoi l’ozone au‑dessus de l’Arctique compte

La couche d’ozone élevée dans l’atmosphère protège la vie sur Terre des radiations ultraviolettes nocives. Dans les régions polaires, les variations d’ozone ont des effets qui vont au‑delà du risque local de coups de soleil ; elles peuvent modifier des régimes météorologiques à grande échelle dans l’hémisphère Nord. Ces dernières années, l’attention s’est déplacée au‑delà des seuls produits chimiques d’origine humaine vers de nouvelles menaces liées au changement climatique, notamment la recrudescence d’incendies gigantesques dans les forêts boréales. La fumée de ces feux peut être élevée jusqu’à la stratosphère, la même couche qui contient la majeure partie de l’ozone. Jusqu’à présent, la plupart des travaux s’étaient concentrés sur la manière dont cette fumée accélère la chimie destructrice d’ozone, surtout près de l’Antarctique. On connaissait beaucoup moins bien ses effets sur l’ozone au‑dessus de l’Arctique en rapide réchauffement.

La fumée haut dans l’atmosphère arctique

À partir d’observations satellitaires détaillées, les auteurs ont constaté qu’à la fin de l’été et à l’automne 2019, la stratosphère arctique était anormalement brumeuse. La quantité de particules qui bloquent la lumière y a plus que doublé par rapport aux années typiques. Plusieurs éléments de preuve — le comportement des particules avec différentes longueurs d’onde, l’absence de gaz volcaniques et un réchauffement caractéristique de la basse stratosphère — indiquaient que la source était la fumée d’incendies sibériens intenses plutôt qu’une éruption volcanique. Quelques mois plus tard, au printemps 2020, l’Arctique a connu la plus forte diminution d’ozone observée en plus de quatre décennies de relevés, sous des conditions exceptionnellement froides et stables dans le vortex polaire, qui favorisent la chimie destructrice d’ozone.

Simuler une chaîne de réactions inhabituelle

Pour démêler cette suite d’événements, l’équipe a utilisé un modèle sophistiqué du système terrestre qui simule à la fois la chimie atmosphérique et la météorologie. Ils ont mené une série d’expériences incluant ou excluant les émissions des incendies, et ont ajusté l’altitude d’injection de la fumée pour correspondre aux observations satellitaires. En comparant ces simulations, ils ont pu séparer les effets des réactions chimiques induites par la fumée de son influence sur la température et les vents. De façon surprenante, leurs simulations d’estimation optimale montrent que la fumée de 2019 a provoqué une augmentation nette de l’ozone total au‑dessus de l’Arctique durant le printemps 2020 — d’environ 11,5 unités Dobson, compensant à peu près 19 % de la perte observée.

Une fumée qui nuit et qui aide à la fois

Le point clé réside dans la double personnalité de la fumée. D’une part, les particules offrent des surfaces qui aident à convertir le chlore en formes qui détruisent plus facilement l’ozone, entraînant des pertes supplémentaires. Le modèle suggère que cette voie chimique seule aurait réduit l’ozone arctique d’environ 6 unités Dobson au printemps 2020. D’autre part, la fumée absorbe la lumière solaire et réchauffe la basse stratosphère. Ce réchauffement modifie la circulation à grande échelle, renforçant l’apport d’air riche en ozone depuis des latitudes plus basses vers l’Arctique et augmentant le mouvement descendant au‑dessus du pôle. Cette réponse dynamique augmente l’ozone d’environ 18 unités Dobson — plus que suffisant pour compenser les pertes chimiques dans les simulations. Sans ce réapprovisionnement porté par la circulation, les auteurs estiment que certaines régions de l’Arctique auraient pu franchir brièvement le seuil traditionnel de « trou d’ozone » utilisé pour l’Antarctique.

Comment feu et météo font équipe

L’étude se penche aussi sur la raison pour laquelle 2019 fut si particulière. Les auteurs montrent que ce n’est pas seulement la quantité de fumée qui comptait, mais où et quand elle a été produite et comment les vents se sont comportés. En 2019, une part exceptionnellement élevée d’incendies sibériens extrêmes a brûlé très au nord, et un fort cyclone en haute atmosphère a aidé à élever la fumée vers les couches supérieures et à la diriger vers l’Arctique. Lors d’autres années récentes marquées par des feux intenses, des configurations de vent différentes ont maintenu la fumée à des latitudes plus basses. Cela signifie que les futurs impacts sur l’ozone arctique dépendront de l’alignement fortuit entre des saisons d’incendies sévères et certains schémas de circulation, et pas seulement de l’intensité des feux.

Ce que cela signifie pour un monde qui se réchauffe

Pour les non‑spécialistes, le message principal est que la fumée des feux de forêt dans la stratosphère constitue un nouvel élément complexe de l’histoire de l’ozone. Dans ce cas, la fumée a à la fois favorisé la destruction d’ozone et, de façon plus puissante, remodelé les courants atmosphériques de sorte que plus d’ozone a été entraîné vers l’Arctique, atténuant le coup d’un épisode extrême de déplétion. À mesure que le changement climatique favorise des feux boréaux plus fréquents et plus intenses, et potentiellement modifie leurs positions et la réponse des vents, de tels épisodes pourraient devenir plus fréquents. Comprendre cette lutte — entre une chimie induite par la fumée qui érode l’ozone et une circulation induite par la fumée qui peut le protéger partiellement — sera crucial pour prévoir l’exposition future aux ultraviolets et les rétroactions climatiques dans le Grand Nord.

Citation: Zhong, Q., Veraverbeke, S., Yu, P. et al. Stratospheric biomass burning aerosols compensate record-breaking ozone depletion over the Arctic in spring 2020. Nat Commun 17, 1993 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69728-y

Mots-clés: Ozone arctique, fumée d’incendie, aérosols stratosphériques, changement climatique, feux boréaux