Troposphere-to-stratosphere transport in the tropics

The analysis of the data collected over Brazil, Northern Australia and Africa from balloons, high altitude aircraft and satellites during the recent HIBISCUS, TROCCINOX, SCOUT-O3 and AMMA European campaigns, has led to significant revision in the understanding of troposphere-to-stratosphere transport. Repeated observations of strong updrafts of adiabatically cooled and washed-out tropospheric air rich in chemical and greenhouse gases by convective overshooting over the three continents, demonstrate the high frequency of occurrence of such events in contrast to their generally assumed scarcity. Moreover, global scale information provided by ODIN and CALIPSO satellite observations suggests that the mechanism could play a major, if not dominant, role in troposphere-to-stratosphere transport in contrast to the generally evoked slow ascent by radiative heating. Ignored by global scale models because of their limited extension and duration, convective overshootings might have a significant impact on the chemistry and climate of the stratosphere.

RésuméL’analyse des données collectées au-dessus du Brésil, du Nord de l’Australie et de l’Afrique, en ballons, avions haute altitude et satellites durant les récentes campagnes européennes HIBISCUS, TROCCINOX, SCOUT-O3 et AMMA conduit à une révision sensible des idées sur le mécanisme de transport de la troposphère vers la stratosphère. Les observations répétées au-dessus des différents continents de violentes injections par overshoot convectif d’air troposphérique refroidi par détente adiabatique, nettoyé par lessivage et riche en espèces chimiques et gaz à effet de serre, accompagnées de celles de cristaux de glace au travers de la tropopause au-dessus des trois continents, montrent qu’il s’agit d’évènements fréquents et non rares comme souvent supposé. De plus, la vision de leur impact à grande échelle, apportée par les observations satellitaires d’ODIN et CALIPSO, suggère qu’il s’agisse d’un mécanisme important, si ce n’est dominant, du transport troposphère-stratosphère, par opposition au lent soulèvement par chauffage radiatif généralement évoqué. Ignorés des modèles à grande échelle, du fait de leur faible étendue et brève durée, les overshoots convectifs pourraient avoir un impact sensible sur la chimie et le climat de la stratosphère.