Les caprices du vortex polaire // The whims of the polar vortex

Les services météorologiques annoncent l’arrivée d’une nouvelle vague de froid très intense aux États-Unis dans les prochains jours. Les scientifiques expliquent que le vortex polaire va apporter de l’air très froid dans certaines parties du pays suite à l’apparition d’un courant d’air chaud dans l’Arctique.
Les climatologues ont remarqué que le vortex polaire s’est déplacé à plusieurs reprises ces dernières années. Par exemple, en décembre 2018, la température de l’air, habituellement très froide, à 30 km au-dessus du pôle nord, s’est élevée rapidement d’environ 70 degrés Celsius grâce à l’air chaud en provenance du sud. Ce phénomène a été baptisé « réchauffement stratosphérique soudain ». La stratosphère est la couche de l’atmosphère située juste au-dessus de la troposphère, la zone de l’atmosphère terrestre située entre 0 et 10 kilomètres d’altitude dans les zones tempérées.(voir l’image ci-dessous).
Le réchauffement stratosphérique entraîne généralement un éclatement du vortex polaire dont les différentes parties se déplacent. Ainsi, au cours des prochains jours aux États-Unis, l’une de ces parties affectera pour la première fois depuis des années les Etats-Unis contigus. On prévoit des températures de -29°C à Chicago et, selon le National Weather Service, la température ressentie approchera -54°C dans certaines régions du Minnesota. Cette vague de froid inhabituelle pourrait durer encore huit semaines.
Les Américains ont entendu parler du vortex polaire il y a cinq ans, au début du mois de janvier 2014, lorsque la température a chuté à -27°C à Chicago.
Les scientifiques expliquent que lorsque l’air chaud envahit les régions polaires, il fait se diviser ou se déplacer le vortex polaire, généralement vers la Sibérie. Toutefois, le vortex s’est récemment divisé à plusieurs reprises, ce qui a entraîné des vagues de froid sur d’autres régions du globe. Des éléments du vortex polaire ont apporté de l’air froid sur l’Europe, la Sibérie et l’Amérique du Nord. Lorsque les forces qui orientent le vortex polaire dans l’Arctique sont faibles, il affecte plus souvent la Sibérie que le Michigan. Cette situation a été observée fréquemment au cours des deux dernières décennies. Une étude réalisée il y a un an pour le compte du Bulletin de la Société météorologique américaine a examiné plusieurs décennies du système arctique et a conclu que le vortex polaire avait connu « des conditions faibles plus fréquentes. »
Lorsque les différentes parties du vortex polaire se déplacent et quittent les régions polaires, des températures plus chaudes envahissent l’Arctique, l’Alaska, le Groenland et le Canada. Ces derniers jours, il faisait plus chaud à Anchorage, avec des températures au-dessus de zéro, qu’à Chicago. Tandis que les Etats du Midwest des États-Unis grelottent, l’Australie connaît des records de chaleur. Selon l’analyseur climatique de l’Université du Maine, le 28 janvier 2019, la température globale de la planète se situait à +0,4 degrés Celsius au-dessus de la moyenne de 1979 à 2000.
De plus en plus de scientifiques pensent que l’Homme est responsable de ces changements climatiques et des variations de pression atmosphérique qui entraînent un ralentissement de déplacement des masses d’air.
Source: Médias d’information américains.

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Another very cold spell is expected by the National Weather Service in the U.S. in the coming days. Scientists explain that the polar vortex is bringing very cold air to parts of the country thanks to a sudden blast of warm air in the Arctic.

Climatologists notice that the polar vortex has been wandering more often in recent years. For instance, in December 2018, the normally super chilly air temperatures 30 kilometres above the North Pole rapidly rose by about 70 degrees Celsius thanks to air flowing in from the south. This phenomenon is called « sudden stratospheric warming. » The stratosphere is the layer of the atmosphere just above our main weather atmosphere, the troposphere (see image below).

The stratospheric warming usually splits the polar vortex, leaving the pieces to wander. In the next few days in the U.S., one of those pieces will be over the Lower 48 states for the first time in years. Temperatures of minus 29 Celsius are predicted in Chicago and wind chills will be flirting with minus 54 Celsius in parts of Minnesota, according to the National Weather Service which says the unusual cold spell could stick around another eight weeks.

Americans were introduced to the polar vortex five years ago. It was in early January 2014 when temperatures dropped to minus 27 Celsius in Chicago.

Scientists explain that when warm air invades the polar region, it can split the vortex or displace it, usually toward Siberia. Recently, there have been more splits, which increase the odds of other places getting ultra-col. Pieces of the polar vortex have chilled Europe, Siberia and North America this time. When the forces directing the polar vortex in the Arctic are weak, it wanders, more often to Siberia than Michigan, which has been happening more frequently in the last couple decades. A study a year ago in the Bulletin of the American Meteorological Society looked at decades of the Arctic system and found the polar vortex has shifted « toward more frequent weak states. »

When the polar vortex pieces wander, warmth invades the Arctic, Alaska, Greenland and Canada. During the past days, it was warmrer in Anchorage, with above zero temperatures, than in Chicago. While the Midwest of the U.S. chills, Australia is reaching record-breaking heat. The world as a whole on January 28th, 2019 was 0.4 degrees Celsius warmer than the 1979-2000 average, according to the University of Maine’s Climate Analyzer.

More and more scientists see a connection between human-caused climate change and difference in atmospheric pressure that causes slower moving waves in the air.

Source : U.S. news media.

Les différentes couches de l’atmosphère (Source: NOAA)

Mon cher ‘shutdown’ // My dear shutdown

L’information qui suit ne concerne ni les volcans ni les glaciers, mais elle mérite d’être signalée.

Le ‘shutdown’ est terminé aux États-Unis, au moins pour les prochains jours, mais il va coûter très cher à l’administration fédérale. En effet, par manque de personnel au sein du National Park Service (NPS) chargé de surveiller les parcs nationaux, certains d’entre eux ont subi des dégâts à cause du vandalisme. Par exemple, les responsables du NPS affirment qu’il faudra probablement plus de 300 ans pour que le Joshua Tree National Park se remette des dégâts subis lors du ‘shutdown.’
Les parcs nationaux sont généralement fermés pendant les périodes de ‘shutdown’, mais l’administration Trump a décidé de les maintenir ouverts, avec des rangers en sous-effectif et donc le risque de les voir se dégrader pendant plus d’un mois. Seuls huit rangers étaient sur place pour superviser les 3 200 kilomètres carrés du Joshua Tree National Park pendant le ‘shutdown’. Des bénévoles ont proposé de remplacer les rangers, mais cette aide s’est révélée largement insuffisante.
En conséquence, plusieurs actes de vandalisme ont été signalés, avec de nouvelles routes imaginées par des automobilistes et la destruction d’arbres de Josué. Profitant de accès libre au Parc et du personnel réduit au minimum, certains visiteurs ont conduit leurs véhicules hors des routes, souillé des rochers avec des graffiti, allumé des feux de camp illégaux et abattu certains des arbres qui ont donné son nom au Parc. Les arbres de Josué ne poussent que de deux à sept centimètres par an et atteignent généralement environ 1,5 à 3 mètres avant de commencer à produire des fleurs. Le plus grand arbre duParc atteint 12 mètres de hauteur. On pense que la durée de vie moyenne d’un Josuah Tree est d’environ 150 ans, mais certains grands arbres sont probablement beaucoup plus âgés que cela.
J’ai visité le Josuah Tree National Park en 2017. Même si ce n’est pas le parc le plus fascinant d’Amérique de l’Ouest, il est très intéressant pour les arbres, les cactus et la flore que l’on trouve dans les zones désertiques. Il se trouve dans le sud-est de la Californie, à environ 230 km de Los Angeles. Il héberge deux écosystèmes désertiques bien distincts, le Mojave et le Colorado.
Source: Médias américains.

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The following piece of information does not concern volcanoes and glaciers, but it is worth mentioning.

The shutdown is over in the U.S., at least for the next few days, but it will cost the federal administration a lot of money. Indeed, with no more – or very little – National Park Service (NPS) staff to control the national parks, some of them suffered a lot of damage because of vandalism. For instance, NPS officials say it could take Joshua Tree National Park up to 300 years to recover from the damage it sustained during the shutdown.

National parks usually close during government shutdowns, but the Trump administration decided to keep them open, leaving them understaffed and vulnerable to misuse for over a month. Just eight rangers were on hand to oversee Joshua Tree’s 3,200 square kilometres during the shutdown. Some volunteers offered to replace the rangers but they proved largely insufficient.

As a consequence, several incidents were reported, with new roads being created by motorists and the destruction of Joshua trees. With the gates open and minimal staff, some visitors drove their vehicles off roads, graffitied rocks, started illegal campfires and cut down some of the famed trees that lend the park its name. Joshua trees grow just two to seven centimetres a year and usually reach about 1.5 to 3 metres before they start to produce blossoms. The tallest tree in the park rises to 12 metres above the ground. It is thought the average lifespan for a Joshua tree is about 150 years, but some of our largest trees may be much older than that.

I visited Josuah Tree National Park in 2017. Although it is not the most fascinating park in West America, it is very interesting for the trees, the cacti and the flora to be found in desert areas. The Park is located in SE California, about 230 km from Los Angeles. It includes two distinct desert ecosystems, the Mojave and the Colorado.

Source: U.S. news media.

Photos: C. Grandpey

Tinakula (Iles Salomon / Solomon Islands)

Le Tinakula n’est pas le plus connu des volcans du monde. C’est un stratovolcan à la forme conique, un peu comme le Stromboli dans les îles Éoliennes (Sicile), qui forme l’une des îles Salomon. Il mesure environ 3,5 km de large et culmine à 851 mètres d’altitude, alors que sa base qui se trouve  entre trois et quatre kilomètres au fond de l’océan.
En lisant Wikipédia, on apprend que «la première éruption de ce volcan a été observée pour la première fois en 1595 quand Álvaro de Mendaña est passé à proximité de l’île qui est inhabitée. Une première population est partie lors de l’éruption du volcan vers 1840 quand des coulées pyroclastiques ont balayé l’île de toute part. En 1951, des Polynésiens de Nukapu et de Nupani se sont installés sur l’île qui comptait alors une population de 130 personnes. Elles sont parties avec l’éruption de 1971 ».
Après plus de 5 ans de repos, une forte éruption s’est produite sur le Tinakula le 20 octobre 2017. Un nuage de cendre s’est élevé à environ 10 km au dessus du niveau de la mer. Les retombées de cendre ont contaminé les sources et provoqué des pénuries d’eau dans les communautés voisines.
L’éruption suivante a eu lieu du 21 au 26 octobre 2018, avec un VEI 3. Des retombées de cendre ont été suivies de pluies abondantes, ce qui a contaminé les sources des îles voisines et provoqué une grave crise d’eau potable qui a duré plus d’une semaine.
À en juger par les images satellite et les rapports de passagers à bord d’avions qui ont survolé la région, le Tinakula est à nouveau actif. Un passager a signalé un petit panache de vapeur lorsque son avion a survolé le volcan le 17 janvier 2019. Les images du satellite Sentinel-2 acquises les 27 et 29 janvier montrent clairement une anomalie thermique et de faibles émissions de vapeur, ce qui laisse supposer qu’une nouvelle activité strombolienne se déroule sur le volcan.
Source: The Watchers, Wikipedia.

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Tinakula is not the best known of the world’s volcanoes. It is a conical stratovolcano, a bit like Stromboli in the Aeolian Islands (Sicily) which forms one of the Solomon Islands. It is about 3.5 kilometres wide and rises 851 metres above sea level, rising three to four kilometres from the sea floor.

Reading Wikipedia, we learn that “the volcano was first recorded in eruption in 1595 when Álvaro de Mendaña sailed past it. The island is uninhabited. A population was eradicated when the volcano erupted around 1840 and pyroclastic flows swept all sides of the island. In 1951, Polynesians from Nukapu and Nupani settled on the island, which reached a peak population of 130, before it had to be evacuated with the 1971 eruption.”

After more than 5 years of quiescence, a strong eruption took place at Tinakula volcano on October 20th, 2017. It produced an ash cloud that rose about 10 km above sea level. The ashfall contaminated water sources and caused water shortages in neighbouring communities.

The next eruptive period lasted from October 21st to 26th, 2018, with a VEI 3. Ashfall was followed by heavy rainfall, resulting in contaminated water sources on nearby islands and a severe drinking water crisis that lasted for over a week.

Judging from satellite imagery and reports of plane passengers who flew over the area, the Tinakula volcano is active again. A small steam plume was first reported by a passenger aboard an airplane passing over the volcano on January 17th, 2019. Sentinel-2 satellite imagery acquired on January 27th and 29th clearly show a thermal anomaly and weak steam emissions, suggesting new strombolian activity is taking place at the volcano.

Source: The Watchers, Wikipedia.

Le Tinakula vu depuis l’espace par le satellite Sentinel-2 le 29 janvier 2019 (Source : ESA)

La pollution des navires de croisière // The pollution of cruise ships

Dans un article qui vient de paraître dans la presse locale, l’Islande se demande si elle va devenir la première destination des navires de croisière en 2019. A mon avis, le pays ne devrait pas se réjouir trop vite quand on sait à quel point ces navires polluent l’air que nous respirons. Les passagers de ces paquebots pensent souvent respirer un air marin frais et pur, mais ils inhalent en réalité une grande quantité de particules très fines.

Le niveau de pollution sur le pont de certains bateaux est parfois pire que celui des mégalopoles les plus polluées du monde. Un seul paquebot peut émettre autant de particules qu’un million de voitures. Des études ont montré que trente bateaux de croisières produisent autant de pollution que toutes les voitures en service au Royaume-Uni.

A l’aide d’un outil de mesure de la pollution placé sur un navire pouvant transporter plus de 2000 passagers, on a pu déterminer que le volume de particules fines sur le pont du bateau s’élevait à 84 000 par cm³. Ces mêmes mesures ont établi que le taux de particules fines atteignait les 144 000 par cm³ près des cheminées, avec un pic à 226 000 ! Cela correspond aux volumes relevés dans les villes les plus polluées du monde comme Shanghai ou New Delhi. Une exposition de courte durée peut causer des problèmes respiratoires, notamment chez les personnes asthmatiques ou celles souffrant de maladies cardiovasculaires.

En Europe, la pollution de l’air du transport maritime est responsable de 50 000 à 60 000 morts par an, soit l’équivalent de la totalité des habitants de Valence, Troyes ou encore de la ville de Chambéry. On est donc bien loin de l’image de transport propre véhiculée par les armateurs. En France, aucune mesure visant cette pollution n’est rendue publique.

Le terme « particules ultra-fines » englobe l’ensemble des composants solides de taille microscopique transportés par l’air. Elles mesurent moins de 100 nanomètres soit 0,01 microns ou encore 0.0001 millimètres. C’est environ la largeur d’un cheveu découpée en mille. Et plus la taille de ces particules est petite, plus elles s’infiltrent profondément dans les organismes et sont donc susceptibles de causer d’importants troubles de la santé.

Le lien entre les gaz d’échappement des cargos et plusieurs maladies cardiovasculaires et respiratoires a été établi par les recherches de l’université de Rostock et le centre de recherche sur l’environnement allemand Helmholzzentrum Munich.

La raison majeure pour laquelle les navires polluent autant est l’utilisation du fuel lourd comme carburant. Même à quai, le transport maritime brûle ce déchet non raffiné, particulièrement polluant, afin d’alimenter en énergie les navires. Les systèmes d’alimentation électrique à quai permettraient d’éteindre leurs moteurs auxiliaires et ainsi d’utiliser le réseau électrique auquel le port est raccordé. Seuls les navires adaptés peuvent utiliser un tel système, qui est actuellement très peu répandu dans le monde.

Pour répondre aux exigences de réduction des pollutions, le gaz naturel liquéfié est une alternative intéressante. Sa combustion réduit de 100% les émissions d’oxydes de soufre et des particules fines, de 80% des oxydes d’azote et de 20% du CO2 par rapport au fuel lourd traditionnel. Aujourd’hui, c’est le carburant carboné le plus efficace d’un point de vue environnemental. Certains armateurs ont déjà équipé leurs navires, un choix qui devrait être pérennisé et généralisé.

De nombreuses études suggèrent qu’une réduction de plus de 90% des émissions d’oxydes de soufre serait possible grâce à l’utilisation d’épurateurs. Ce procédé neutralise une grande part des pollutions des gaz d’échappement à l’aide d’un fluide qui absorbe des oxydes de soufre. Les déchets produits sont stockés à bord et ensuite débarqués dans une installation de réception à terre. Cette mesure permettrait ainsi de mieux préserver les poumons des croisiéristes, du personnel de bord mais aussi des riverains et travailleurs du port.

Source : Presse environnementale britannique et française.

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In an article that has just appeared in the local press, Iceland is wondering whether it will become the first destination of cruise ships in 2019. In my opinion, the country should not rejoice too quickly when we know how much these ships pollute the air we breathe. The passengers of these ships often think they breathe pure sea air, but they actually inhale a large amount of very fine particles.
The level of pollution on the deck of some boats is sometimes worse than that of the most polluted megacities in the world. A single ship can emit as many particles as a million cars. Studies have shown that thirty cruise ships produce as much pollution as all cars in service in the UK.
Using a pollution measurement tool placed on a vessel capable of carrying more than 2,000 passengers, it was determined that the volume of fines on the deck of the vessel was 84,000 per cm³. These same measurements established that the fine particle rate reached 144,000 per cm³ near the funnels, with a peak at 226,000! This corresponds to the volumes found in the most polluted cities of the world, such as Shanghai or New Delhi. Short-term exposure can cause respiratory problems, especially in people with asthma or those with cardiovascular disease.
In Europe, shipping air pollution is responsible for 50,000 to 60,000 deaths per year, the equivalent of the total population of Valence, Troyes or the city of Chambéry. We are therefore far from the image of clean transport conveyed by ship owners. In France, no measure of this pollution is made public.
The term « ultra-fine particles » encompasses all microscopically sized solid components transported by air. They measure less than 100 nanometres, ie 0.01 microns or even 0.0001 millimetres. It’s about the width of your hair cut in a thousand parts. And the smaller the size of these particles, the deeper they get into organisms and are therefore likely to cause major health problems.
The link between cargos exhaust and several cardiovascular and respiratory diseases has been established by research from the University of Rostock and the German Environmental Research Center Helmholzentrum Munich.
The major reason why ships pollute so much is the use of heavy fuel oil. Even at the quayside, maritime transport burns this unrefined waste in order to supply energy to the ships. Shore power systems would shut down their auxiliary engines and thus utilize the power grid to which the port is connected. Only adapted ships can use such a system, which is currently very little developed in the world.
To meet the requirements of pollution reduction, liquefied natural gas is an interesting alternative. Its combustion reduces emissions of sulphur oxides and fine particles by 100%, 80% of nitrogen oxides and 20% of CO2 compared to traditional heavy fuel oil. Today, it is the most environmentally efficient carbon fuel. Some ship owners have already equipped their vessels, a choice that should be sustained and generalized.
Many studies suggest that a reduction of more than 90% in sulphur oxide emissions would be possible through the use of filters. This process neutralizes much of the pollution of the exhaust gas with a fluid that absorbs sulphur oxides. The waste produced is stored on board and then landed in a shore facility. This measure would thus better preserve the lungs of cruise passengers, shipboard staff, but also residents and workers of the port.
Source: British and French environmental press.

Navire de croisière à quai dans le port de Juneau (Alaska) [Photo : C. Grandpey]