Une étude, dont les résultats intitulés «Diurnal cycle of ozone throughout the troposphere over Frankfurt as measured by MOZAIC-IAGOS commercial aircraft» ont été publiés dans la revue Elementa Science of the Anthropocene, a permis, pour la première fois, de mesurer le cycle diurne de l’ozone sur l’ensemble de la troposphère au-dessus de Francfort, en agrégeant des données obtenues par le programme IAGOS (In-service aircraft for a global observing system).

Rappelons tout d'abord que «l'ozone présente un fort cycle diurne dans les basses couches de l’atmosphère», un cycle «lié aux sources dans la journée et aux processus de destruction durant la nuit, ces derniers étant principalement dus au monoxyde d'azote (NO) nocturne et au dépôt sec». Cependant «si le cycle diurne de l’ozone dans la basse atmosphère, lié aux sources de pollution», est connu, «il n’en est pas de même au-dessus, dans la troposphère dite libre» où il est supposé «faible ou inexistant, en raison de taux de production chimique plus faibles» que dans la couche limite.

Afin de lever les incertitudes existantes, découlant de «l’absence de données permettant de décrire ce cycle diurne au-dessus des premiers mille mètres de l’atmosphère», l'étude ici présentée a reconstitué «le cycle diurne de l’ozone à différentes altitudes dans la troposphère» en s'appuyant «sur les données du programme IAGOS/MOZAIC (In-service aircraft for a global observing system), en particulier sur celles enregistrées par plusieurs avions de ligne instrumentés atterrissant et décollant quotidiennement de Francfort à différentes heures de la journée». Ainsi, «21 000 profils verticaux des concentrations d’ozone entre 1994 et 2012 (soit 98 par mois en moyenne)» ont pu être agrégés.

Il est alors apparu que «les variations diurnes de l’ozone sont statistiquement significatives dans une grande partie de la troposphère» et que «les fortes variations observées dans la couche limite (déjà bien connues) s’estompent rapidement avec l’altitude» puisqu'elles «représentent 10-30% de la moyenne du signal à la surface, mais moins de 4 % au-delà de 2 km».

De plus, «en termes de tendances à moyen terme», il a été constaté que «le cycle diurne de l’ozone troposphérique a été davantage affecté dans la couche limite qu’en altitude, notamment au travers d’une augmentation des concentrations nocturnes vraisemblablement liée aux réductions d’émission des oxydes d'azote».