Auteur : grandpeyc

Le risque tsunami en Nouvelle Zélande // The tsunami hazard in New Zealand

Outre les éruptions volcaniques comme celle de White Island (9 Decembre 2019; 22 morts ), la Nouvelle-Zélande est un pays exposé aux séismes comme l’événement de M 6.2 qui a secoué Christchurch le 21 février 2011, faisant 185 morts.

 

Photo: C. Grandpey

Destruction à Christchurch (Crédit photo : NZ Defence Force)

L’histoire montre que la Nouvelle-Zélande est également exposée aux tsunamis. Ils sont en général causés par des séismes sur la plaque Pacifique. Ils peuvent se produire localement, mais affecter aussi l’Amérique du Sud, le Japon et l’Alaska. Certains ont été attribués à des glissements de terrain sous-marins et à une activité volcanique. On a constaté que la Nouvelle-Zélande est touchée en moyenne par au moins un tsunami avec une hauteur de vague supérieure à un mètre tous les dix ans. Cependant, le recensement des tsunamis est limité par l’histoire de ce jeune pays. Il remonte seulement au début des années 1800 et se base souvent sur des traditions orales maories et des recherches effectuées sur les paléo-tsunamis, autrement dit des raz-de-marée qui ont eu lieu à des époques reculées et dont il n’existe plus que des traces géologiques.

Une nouvelle étude publiée en novembre 2023 dans le Journal of Geophysical Research : Solid Earth a toutefois montré que des vagues de tsunami de 28 mètres de haut pourraient frapper certaines parties de la Nouvelle-Zélande dans les pires scénarios de séismes.
Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont utilisé une nouvelle méthode de simulation des séismes pour comprendre les risques de tsunami dans les îles du Nord et du Sud de la Nouvelle-Zélande. Ils ont constaté que les plus grosses vagues frapperaient probablement la côte nord-est de l’Île du Nord. En effet, la zone de subduction de Hikurangi, où la plaque tectonique Pacifique plonge sous la plaque tectonique australienne, se trouve juste au large de cette côte. Les auteurs de l’étude ont conclu qu’il y a un laps de temps très court entre le moment où le séisme se produit et celui où les vagues du tsunami frappent la côte.

Contexte tectonique en Nouvelle Zélande (Source: GNS Science)

Source: GeoNet

En raison de la proximité de la Nouvelle-Zélande avec des zones de subduction susceptibles de déclencher de puissants séismes générant des tsunamis, il est important de comprendre le risque lié à ces vagues dévastatrices.
Jusqu’à présent, les chercheurs se sont référés à des séismes historiques pour tenter de comprendre les risques futurs. Le problème, c’est que les documents historiques ne remontent qu’à environ 150 ans. Les études géologiques peuvent, certes, révéler des preuves de séismes plus anciens, mais ces travaux sont incomplets.
Au lieu de cela, les auteurs de la dernière étude se sont tournés vers une méthode différente : les séismes synthétiques, autrement dit une approche artificielle des séismes. Cette méthode utilise des modèles informatiques dans lesquels les chercheurs ajoutent tout ce qu’ils connaissent sur la géométrie et la physique des systèmes de failles. Ils ont ensuite simulé des dizaines de milliers d’années de séismes pour tenter de déterminer la fréquence à laquelle les séismes majeurs se produisent. La méthode n’est pas parfaite car tous les systèmes de failles ne sont pas intégralement connus, mais elle vient compléter les archives historiques et géologiques. Il faut toutefois noter que si cette méthode tend à montrer comment de tels séismes peuvent se déclencher, elle n’apporte aucune indication concernant la prévision de leur déclenchement.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont créé un catalogue de simulations couvrant 30 000 années, axé sur les systèmes de failles autour de la Nouvelle-Zélande. Les résultats ont révélé 2 585 séismes d’une magnitude comprise entre M 7,0 et M 9,25. La modélisation montre que la zone de subduction de Hikurangi est la principale source de séismes majeurs déclencheurs de tsunamis près de la Nouvelle-Zélande, bien que la zone de subduction Tonga-Kermadec, un peu plus au large au nord de l’île du Nord puisse également générer de puissants séismes accompagnés de tsunamis. Les chercheurs ont été surpris de constater que le risque de tsunami était davantage causé par des failles plus petites et moins profondes au niveau de la croûte terrestre, plutôt que par les failles de subduction proprement dites.
L’équipe scientifique a découvert que la hauteur maximale d’une vague de tsunami serait de 28 mètres. Elle serait provoquée par un puissant séisme à environ 630 kilomètres au nord-est d’Auckland dans le Pacifique Sud. A titre de comparaison, le tsunami de Tohoku au Japon en 2011 a déclenché une vague de 40 mètres.
Source : Live Science.

Photo: C. Grandpey

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Beside volcanic eruptions like the tragic one on White islans (9 December 2019 ; 22 casualties ), New Zealand is a country exposed to earthquakes like the M 6.2 event that shook Christchurch on February 21st, 2011, killing 185 people.

History shows that New Zealand is also exposed to tsunamis. They tend to be caused by earthquakes on the Pacific Plate both locally and as far away as South America, Japan, and Alaska. Some have been attributed to undersea landslides and volcanoes. New Zealand is affected by at least one tsunami with the a wave height greater than one metre every ten years on average. However, the history of tsunamis is limited by the country’s written history only dating from the early to mid-1800s with Māori oral traditions and paleotsunami research prior to that time. A new resaerch has shown that tsunami waves 28 meters high could hit parts of New Zealand in a worst-case earthquake scenario.

In the study, published in November 2023 in the Journal of Geophysical Research: Solid Earth, researchers used a new method of examining simulated earthquakes to understand possible tsunami risks to New Zealand’s North and South Islands. They found that the largest waves are likely to strike along the northeast coast of North Island. It is because the Hikurangi subduction zone, where the Pacific tectonic plate dives under the Australian tectonic plate, sits just offshore. The authors of the study concluded there was a really short timespan between the moment when these earthquakes happen and when the tsunami waves hit. VOIR CARTE TECTONIQUE

Because of New Zealand’s proximity to subduction zones, which can create large, tsunami-generating earthquakes, it is important to understand the risk of these devastating waves.

Previous efforts have used historical quakes to try to understand future risk. But historical records only go back about 150 years. Geological studies can turn up evidence of older quakes, but those records are incomplete.

Instead, the researchers turned to a different method: synthetic earthquakes. This method used computer models, into which researchers added everything they know about the geometry and physics of fault systems. They then simulated tens of thousands of years of quakes to try to determine how often major ones occur. The method is not perfect because the fault systems are not fully known, but it complements the historical and geological record. Moreover, if this method tends to show how such earthquakes can be triggered, it does not bring any indication concerning the prediction.

In the new study, the researchers created a catalog of 30,000 years of simulated time focused on the fault systems around New Zealand. The results revealed 2,585 earthquakes with magnitudes between M 7.0 and M 9.25. The model suggests that the Hikurangi subduction zone is the most dangerous source of tsunami quakes near New Zealand, though the Tonga-Kermadec subduction zone north of North Island can also generate large, tsunami-causing quakes, just a bit further from shore. The researchers were surprised to find that the tsunami hazard was caused by smaller, shallower crustal faults, rather than the subduction faults themselves.

The scientific team found the maximum height of a tsunami was 28 meters, which would result from a paowerful earthquake about 630 kilometers northeast of Auckland in the South Pacific. The 2011 Tohoku tsunami in Japan triggered a 40-meter wave, for comparison.

Source : Live Science.

La fonte de l’Arctique et ses conséquences (suite) // The melting of the Arctic and its consequences (continued)

La COP28 de Dubaï s’est soldée par un échec, malgré les applaudissements de ses participants. La promesse – non contraignante – d’abandonner progressivement les énergies fossiles, principales responsables du réchauffement climatique n’est que de la poudre aux yeux.

Pendant que la COP 28 pataugeait dans son hypocrisie, une nouvelle étude nous rappelait l’urgence de réduire les émissions et, a fortiori, les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Cette étude publiée le 12 décembre 2023 par la NOAA, souligne que l’année 2023 a été la sixième plus chaude depuis 1900 dans l’Arctique, mais surtout qu’entre juillet et septembre, la chaleur a localement atteint des niveaux historiques avec une température moyenne de 6,4°C. Il va sans dire que la calotte glaciaire du Groenland a continué à diminuer.

Cette évolution a des conséquences qui vont bien au-delà du pôle Nord. Le GIEC tire la sonnette d’alarme car la fonte des deux calottes glaciaires, Groenland et Antarctique, contribue pour 20% à 25% à l’élévation du niveau des océans. Les autres causes sont la dilatation thermique de l’eau et la fonte des glaciers de montagnes. Par ailleurs, en raison de ce réchauffement, le rapport attire l’attention du public sur les conséquences de l’été 2023 anormalement sec dans le nord du continent américain. Cela a favorisé les incendies dévastateurs au Canada, et une année particulièrement humide en Alaska et en Scandinavie, avec inondations et tempêtes.

Suite à la hausse vertigineuse des températures dans l’Arctique, le pôle Nord subit le phénomène “d’amplification Arctique”. Cette région du globe se réchauffe deux à quatre fois plus vite que le reste du monde. Avec la réduction de la surface recouverte pas la glace de mer, cette zone devient moins blanche et donc plus sombre. Perdant de son albédo, elle absorbe de plus en plus d’énergie et de chaleur.

Une autre conséquence du réchauffement de l’Arctique est le dégel du permafrost – ou pergélisol – notamment en Sibérie. On estime que ce sol normalement gelé en permanence pourrait dégeler dans sa totalité vers 2040. Il est facile d’imaginer les conséquences quand on sait que ces tourbières stockent près de 40 milliards de tonnes de carbone, autrement dit le double de ce qui est stocké dans les forêts européennes. Si ce carbone s’échappe dans l’atmosphère, cela accélérera encore le réchauffement climatique sur toute la planète.

Il est donc urgent d’agir et, si possible, passer outre les recommandations beaucoup trop modestes de la COP 28.

Source : NOAA, GIEC, médias d’information.

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COP28 in Dubai ended in failure, despite the applause of its participants. The promise – non-binding – to gradually abandon fossil fuels, the main culprits of global warming, is just window dressing.
While COP 28 was wallowing in hypocrisy, a new study reminded us of the urgency of reducing the emissions and, a fortiori, the concentrations of greenhouse gases in the atmosphere.
This study published on December 12th, 2023 by NOAA, highlights that the year 2023 was the sixth warmest since 1900 in the Arctic, but above all that between July and September, the heat locally reached historic levels with a temperature average of 6.4°C. Needless to say, the Greenland ice sheet has continued to shrink.
This development has consequences that go well beyond the North Pole. The IPCC is sounding the alarm because the melting of the two ice caps, Groenland and Antarctica, contributes 20% to 25% to the rise in ocean levels. Other causes are the thermal expansion of water and the melting of mountain glaciers. Furthermore, due to this warming, the report draws public attention to the consequences of the abnormally dry summer of 2023 in the north of the American continent. This favored devastating fires in Canada, and a particularly wet year in Alsaka and Scandinavia, with floods and storms.
Following the dizzying rise in temperatures in the Arctic, the North Pole is experiencing the phenomenon of “Arctic amplification”. Indeed, this region of the globe is warming two to four times faster than the rest of the world. With the reduction in the surface covered by sea ice, this area becomes less white and therefore darker. Losing its albedo, it absorbs more and more energy and heat.
Another consequence of Arctic warming is the thawing of permafrost, particularly in Siberia. It is estimated that this permanently frozen ground could thaw in its entirety around 2040. It is easy to imagine the consequences when we know that these peatlands store nearly 40 billion tonnes of carbon, in other words double what is stored in European forests. If this carbon escapes into the atmosphere, it will further accelerate global warming across the planet.
It is therefore urgent to act and, if possible, to override the far too modest recommendations of COP 28.
Source: NOAA, IPCC, news media.

La fonte de la glace de mer ouvre la porte à la poursuite de l’exploitation du pétrole (Photo: C. Grandpey)

Volcans sous-marins, subduction et séismes// Seamounts, subduction and earthquakes

Selon une nouvelle étude conduite par des chercheurs de l’Université de Memphis, et publiée en novembre 2023 dans le Journal of Geophysical Research : Solid Earth, un ancien volcan – ou mont – sous-marin (seamount en anglais) à cheval sur une plaque tectonique en train de s’enfoncer par subduction au large des côtes japonaises pourrait avoir déclenché plusieurs séismes majeurs inexpliqués par frottement contre une autre plaque tectonique située au-dessus.
Le volcan sous-marin éteint, connu sous le nom de Daiichi-Kashima Seamount, se trouve sur la plaque tectonique Pacifique, à environ 40 kilomètres de la côte est du Japon. C’est là que se rencontrent trois plaques tectoniques : la plaque Pacifique à l’est et la plaque Philippine au sud, qui glissent toutes deux sous la plaque Okhotsk au nord.

Contexte tectonique au Japon (Source : Wikipedia)

Le Daiichi-Kashima Seamount se trouve sur une partie de la plaque qui a commencé à s’enfoncer dans le manteau terrestre il y a entre 150 000 et 250 000 ans. Toutefois, ce volcan sous-marin est encore suffisamment proche de la surface – moins de 50 km de profondeur – pour déclencher des séismes. Alors que la majorité de l’activité sismique autour du Daiichi-Kashima Seamount se manifeste par de petites secousses, on a aussi enregistré plusieurs séismes avec des magnitudes M 7,0 et 7,8 en 1982 (M 7,0), 2008 (M 7,0) et 2011 (M 7,8). Jusqu’à présent, personne n’avait réussi à expliquer les causes de leur déclenchement.
Lorsqu’une plaque tectonique s’enfonce sous une autre plaque, les volcans sous-marins (seamounts) qui se trouvent à sa surface frottent la base de la plaque qui les surmonte. Une étude de 2008 a expliqué que ce frottement était trop faible pour déclencher de puissants séismes : il ne génère que de très petites secousses.

Source : ScienceDirect

Cependant, des données plus récentes laissent supposer le contraire. Les données sismiques recueillies au fond de l’océan au Japon indiquent que les monts sous-marins rencontrent une énorme résistance lorsqu’ils se déplacent à la surface d’une plaque subductrice et restent parfois bloqués. On peut lire dans l’étude que « le mont sous-marin lui-même est quasiment immobile, car il doit faire fasse à de très forts frottements. »
À mesure que le volcan sous-marin s’enfonce sous la plaque qui le surmonte, les contraintes s’accumulent sur son bord d’attaque. La zone située autour du volcan sous-marin se verrouille tandis que le reste de la plaque subductrice continue sa descente dans le manteau terrestre. « Les contraintes deviennent très fortes et au bout d’un certain temps, elles migrent vers l’intérieur. « Cette accumulation de contraintes ne peut pas continuer indéfiniment, et une libération brutale se produit lorsque le volcan sous-marin se libère brusquement de la plaque qui le surmonte. La plaque dominante donne un à-coup dans la direction opposée, ce qui déclenche un nouveau type de séisme que les auteurs de l’étude ont appelé « séisme de blocage ».
Des séismes de blocage ont peut-être déclenché des tsunamis dans le passé. Les dépôts de sédiments le long de la côte Est du Japon indiquent que d’énormes vagues ont frappé le littoral en 1677, après qu’un séisme ait secoué une zone de chevauchement avec le Daiichi-Kashima Seamount. Selon l’étude, « la rupture du volcan sous-marin en processus de subduction constitue la source la plus probable de ces grands séismes déclencheurs de tsunamis ».

Volcan sous-marin Minami Kasuga-2 dans l’océan Pacifique (Source : Université de Memphis)

Source  : Live Science.

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According to a new study by University of Memphis researchers, published in November 2023 in the Journal of Geophysical Research: Solid Earth, an ancient underwater volcano riding a sinking tectonic plate off the coast of Japan may have unleashed several unexplained major earthquakes by grinding against another tectonic plate above it.

The extinct underwater volcano, known as Daiichi-Kashima seamount, sits on the Pacific tectonic plate about 40 kilometers off Japan’s east coast. There, three tectonic plates intersect, with the Pacific plate to the east and the Philippine plate to the south both slipping beneath the Okhotsk plate to the north. The seamount sits on a section of the plate that began descending into Earth’s mantle between 150,000 and 250,000 years ago. But the seamount is still close enough to the surface to trigger earthquakes, as it currently sits less than 50 km deep. While the majority of the seismic activity around the seamount manifests as small tremors, there have been several earthquakes between magnitudes M 7.0 and 7.8 in 1982 (M 7.0), 2008 (M 7.0) and 2011 (M 7.8) that previous research has failed to explain.

When a tectonic plate subducts beneath another plate, the seamounts peppered across its surface scrape against the bottom of the overriding plate. A 2008 study suggested this friction was too weak to trigger earthquakes, creating only very small tremors.

However, newer data indicate the opposite. Seismic information gathered at the bottom of the ocean in Japan indicates seamounts encounter huge resistance as they ride along on a subducting plate and sometimes become stuck. One can read in the study that « the seamount itself is almost stationary, because it has very strong friction.

As the seamount digs into the overriding plate, stress accumulates on its leading edge. The region around the seamount becomes locked and grinds to a halt, while the rest of the subducting plate continues its creeping descent into Earth’s mantle. « Stress increases at the edge of the seamount and after some time, the stress propagates and migrates inward. » This buildup cannot continue infinitely, and the stress is eventually released when the seamount suddenly frees itself from the overriding plate and jerks forward. The overriding plate jolts in the opposite direction, triggering a new kind of earthquake that the authors of the study called a « hang-up » earthquake.

Hang-up earthquakes may have unleashed tsunamis in the past. Sediment deposits along Japan’s east coast indicate huge waves battered the coastline in 1677, after an earthquake shook an area overlapping with the Daiichi-Kashima seamount. According to the study, « the rupture of the subducted seamount thus provides the most plausible source for these great tsunami earthquakes. »

Source : Live Science.

2023, l’année des records et des inquiétudes // 2023, the year of records and concerns

L’année 2023 n’est pas encore terminée, mais nous savons déjà qu’elle sera remarquable en termes de réchauffement climatique. En plus d’être probablement l’année la plus chaude jamais enregistrée dans l’histoire moderne, elle a été marquée par plusieurs événements inquiétants décrits ci-dessous. Des records ont été battus ; ils ne sont qu’un début si l’humanité ne change pas de cap et ne prend pas les mesures nécessaires pour faire face au réchauffement de la planète.

2023 a enregistré le mois le plus chaud.
Juillet 2023 a été déclaré le mois le plus chaud jamais enregistré par le Copernicus Climate Change Service. La température moyenne de ce mois a battu tous les records. Avec +0,892°C au-dessus de la moyenne 1981-2010, elle est supérieure au précédent record établi en 2019.
Ces records ont des conséquences désastreuses à la fois sur les populations et sur la planète qui est exposée à des événements extrêmes de plus en plus fréquents et intenses. Selon Copernicus, les températures élevées sont une combinaison du réchauffement climatique anthropique et du phénomène météorologique El Niño. Selon l’Organisation météorologique mondiale (OMM), « la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre est plus urgente que jamais. L’action climatique n’est pas un luxe mais une nécessité ».

Températures océaniques record.
Le réchauffement climatique a également provoqué un réchauffement sans précédent des océans. Parallèlement à la température de l’air, la température de l’eau a également atteint un niveau record, avec près de 37 degrés Celsius dans certaines régions. Dans les Keys de Floride, la température de l’eau a atteint 38,3°C, ce qui est probablement un nouveau record du monde. Les scientifiques s’attendent à ce que ce record soit à nouveau battu.
La chaleur de l’eau fait des ravages sur les écosystèmes marins, notamment sur les récifs coralliens. On constate un blanchissement à grande échelle des coraux sur les récifs peu profonds de Floride, et de nombreux coraux sont déjà morts.

Couverture de glace la plus faible en Antarctique.
L’hiver dans l’hémisphère sud correspond à la période où la glace de l’Antarctique est censée se former. Cependant, en 2023, la surface de glace de mer a été la plus faible jamais enregistrée. Elle est sans précédent dans les archives satellitaires. Le précédent record datait de 2022, mais en 2023, la superficie de la glace antarctique est inférieure d’environ 1,6 million de kilomètres carrés à celle de 2022. Le système glaciaire antarctique a toujours été très variable, mais le niveau de variation actuel est si extrême que l’on se rend compte qu’un bouleversement s’est produit au cours des deux dernières années, surtout en 2023, par rapport à aux années précédentes remontant à au moins 45 ans de relevés.
Les températures océaniques plus chaudes affectent probablement les eaux de l’Antarctique, empêchant la formation de glace. La fonte de la glace est un facteur clé de l’élévation du niveau de la mer. Cette même glace sert également à réfléchir la lumière du soleil, contribuant ainsi à réguler les températures globales.

Un réchauffement de plus de 2 degrés.
Les Nations Unies ont mis en garde contre les dangers qu’entraînerait une augmentation de la température de 1,5 degré Celsius par rapport aux niveaux préindustriels. Nous venons d’avoir un véritable avant-goût de cette température. Le 17 novembre 2023, la planète a brièvement dépassé les deux degrés Celsius de réchauffement, le maximum préconisé par les scientifiques. Le dépassement de cette température pendant une seule journée ne signifie pas que tout est perdu, mais cela rappelle que le climat s’aventurerait en terrain inconnu si un tel événement devait se répéter.
La hausse de la température teste les limites des écosystèmes et des infrastructures. Elle exerce une pression sur les réseaux électriques et peut entraîner la mort dans certaines régions ne disposant pas d’accès aux climatiseurs. Des records de chaleur sont battus avec une régularité alarmante. On remarque qu’ils vont de pair avec les émissions de gaz à effet de serre – CO2 en particulier – qui continuent d’augmenter chaque année et conduisent la Terre vers un point de non-retour.
Source : United Press International (UPI), NOAA, Copernicus.

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2023 is not over yet, but we already know it will be remarkable as far as global is warming. Beside being probably the hottest year ever recorded in modern history, it was marked by several alarming events which are described here below. Records have been broken ; they are just a beginning if humanity doesn’t change course and doesn’t take the necessary measures to face the warming of our planet. .

2023 has recorded the hottest month ever.

July 2023 was declared the hottest month on record, according to the Copernicus Climate Change Service. The month’s average temperature smashed all records. With +0.892°C above the 1981-2010 average, it was higher than the previous record set in 2019.

These records have dire consequences for both people and the planet exposed to ever more frequent and intense extreme events. According to Copernicus, the high temperatures are a combination of anthropogenic global warming as well as the El Niño weather phenomenon. The World Meteorological Organization insists that « the need to reduce greenhouse gas emissions is more urgent than ever before, Climate action is not a luxury but a must. »

Hottest ocean temperatures.

Climate change has also caused unprecedented ocean warming. Along with global air temperatures, water temperatures also hit a record high, almost reaching 37 degrees Celsius in some locations. In the Florida Keys, the water temperature hit 38.3°C, which could potentially be a new world record. However, scientists expect that the record will likely be broken again.

The water heat is wreaking havoc on marine ecosystems, including coral reefs. There is widespread coral bleaching at shallow reefs in Florida, and many corals have already died.

Lowest Antarctic ice cover.

Winter in the Southern Hemisphere is when Antarctic ice is supposed to form. However, in 2023 the amount of sea ice in the region is hitting a record low by a wide margin. And the Antarctic sea ice extent low is unprecedented in the satellite record. The previous record low was from 2022, but in 2023 the ice level is approximately 1.6 million square kilometers below last year. The Antarctic system has always been highly variable, but the current] level of variation is so extreme that something radical has changed in the past two years, but especially in 2023, relative to all previous years going back at least 45 years.

The warmer ocean temperatures are likely mixing into Antarctic waters, preventing ice from forming. Melting ice is a key factor in sea level rise. Ice also serves to reflect back sunlight, helping to regulate global temperatures.

Passing 2-degree warming.

The United Nations has warned of the dangers of temperatures rising 1.5 degrees Celsius above pre-industrial levels. However, we finally saw a real taste of this temperature. On November 17th, 2023, the planet briefly exceeded two degrees Celsius of warming, the upper maximum of warming cautioned by experts. While exceeding these temperatures by just one day doesn’t mean that all is lost, but it is a reminder that the climate is moving into uncharted territory.

The temperature is testing the limits of ecosystems and infrastructure alike, putting pressure on power grids and making some regions deadly without access to air conditioners. Global temperature records are being broken with alarming regularity, in parallel with greenhouse gas emissions which continue to rise every year and further warming is pushing the planet to several tipping points.

Source : United Press International (UPI), NOAA, Copernicus.