Projet de recherche P4S/25/ROMA (Action de recherche P4S)
Depuis un siècle, la colonne totale d'ozone (CTO) est mesurée à l'aide d'instruments au sol, à savoir les spectrophotomètres Dobson et Brewer. Ces instruments sont désormais les standards de l'Organisation météorologique mondiale (OMM) pour la surveillance de l'ozone. Les mesures Dobson et Brewer ont joué un rôle considérable dans notre compréhension de la chimie stratosphérique, par exemple pour la découverte du trou dans la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique et pour la validation des satellites atmosphériques. L'évolution future de l'ozone stratosphérique reste incertaine et les mesures de référence de l'ozone au sol continueront d'être essentielles pour évaluer les impacts du Protocole de Montréal, du changement climatique et des changements connexes dans la chimie atmosphérique, tels que ceux causés par les grands incendies de forêt. Cependant, le Dobson n'est plus produit et le fabricant du Brewer a annoncé en octobre 2024 l'arrêt de sa production et de son entretien. La communauté scientifique de l'ozone doit donc trouver de nouveaux instruments de référence pour les mesures terrestres de la CTO.
Les nouveaux instruments de référence de la CTO doivent égaler l’exactitude des Brewer et Dobson, en atteignant une précision de 1 % fixée par l'OMM. Ces instruments doivent également offrir une stabilité à long terme et être suffisamment robustes pour résister aux conditions environnementales variables à travers le globe. Actuellement, deux candidats sont évalués par la communauté scientifique: les instruments Pandora et BTS. Afin de finaliser la sélection d'un successeur approprié au Brewer, la communauté scientifique spécialisée dans l'ozone a besoin de campagnes de comparaison dédiées dans les régions polaires, ainsi que d'études supplémentaires sur la stabilité à long terme des nouveaux instruments. Les instruments Brewer, BTS et Pandora n'ont pas encore été comparés ensemble en Antarctique. La station belge Princess Elisabeth (PES) constitue donc une plateforme idéale pour exploiter et comparer ces instruments.
Les objectifs spécifiques du projet ROMA sont les suivants :
- Exploiter toute l'année un spectrophotomètre à ozone RMI Brewer, déjà installé à PES. Jusqu'à présent, le Brewer n'était utilisé que pendant l'été austral, lorsque la station était habitée.
- Déplacer un instrument Pandora de l’IASB (précédemment installé à Uccle) à PES, pour une surveillance de l'ozone tout au long de l'année, après une adaptation de l'instrument aux conditions polaires. En plus de l'ozone, le Pandora mesurera un ensemble d'espèces chimiques impliquées dans la chimie de l'ozone (NO2, OClO, BrO et NO3).
- Acquérir un spectromètre BTS et l'exploiter toute l'année à PES.
- Évaluer si les systèmes Pandora et BTS répondent aux exigences d’un standard OMM pour la colonne totale d'ozone (CTO). Cette activité utilisera à la fois les données historiques d'Uccle et celles acquises pendant le projet au PES.
- Effectuer des comparaisons systématiques entre nos mesures CTO au sol et les données provenant des capteurs satellitaires existants (TROPOMI, GOME2) et futurs qui seront lancés pendant le projet (S5, Altius). En outre, l'ensemble de données CTO acquis sera comparé aux ensembles de données de réanalyse existants.
- Évaluer si les mesures de la colonne de NO2, OClO et BrO dérivées des données Pandora peuvent contribuer davantage à la validation des satellites en Antarctique.
