Catégorie : Arctique

Affaissement du vortex polaire : vague de froid aux États Unis // Polar vortex collapse : cold wave in the United States

On parle beaucoup du vortex polaire ces jours-ci à propos de la vague de froid qui affecte les États Unis. Comme je l’ai expliqué précédemment (voir mes notes de janvier-février 2023), le vortex polaire est une vaste zone de basse pression dans la haute atmosphère au-dessus des pôles. Il est particulièrement fort en hiver et plus faible en été. En fait, le vortex polaire consiste plutôt en une circulation de vents puissants – courants jet – qui sont très forts au niveau des pôles mais peuvent également atteindre des latitudes plus basses.
Un événement susceptible d’affecter le comportement du vortex polaire est un réchauffement stratosphérique soudain – Sudden Stratospheric Warming (SSW). Il se produit lorsqu’il y a une augmentation rapide de la température dans la stratosphère. Cette augmentation de la température peut affaiblir ou même faire se briser le vortex polaire, ce qui peut avoir un impact significatif sur les conditions météorologiques dans l’hémisphère nord. Un tel événement se produit généralement en hiver et peut durer plusieurs semaines.

Il est important de noter que les événements SSW sont relativement rares ; ils se produisent en moyenne tous les 2 à 3 ans, mais ils deviennent plus fréquents ces dernières années avec le réchauffement climatique et l’augmentation des températures, en particulier dans l’Arctique.

Ces derniers jours, le vortex polaire a subi un affaissement qualifié d’extrême par les services météo américains. Résultat : cette grande masse d’air froid a plongé vers l’est et le centre des États-Unis. Plus de la moitié du pays a connu un coup de froid brutal dès le 4 janvier 2025, jusque dans les États du Sud, comme le Texas (-10 °C) et la Louisiane (-2 °C).

Cet air glacial s’est confronté à une perturbation, ce qui a donné lieu à la tempête de neige Blair. De très importantes chutes de neige affectent la moitié Est du pays, avec jusqu’à un mètre dans l’État de New York.

Les services météo prévoient que la neige va cesser, mais l’air froid va résister, et même davantage plonger vers les États du Sud. Ils annoncent -8 °C à Nashville (Tennessee) et jusqu’à -18 °C dans les plaines centrales dans les prochains jours.

Selon la chaîne CNN Weather, il pourrait faire si froid en Floride que les iguanes tomberont des arbres comme ce fut le cas, par exemple, en janvier 2022. En effet, ces animaux entrent dans un état de paralysie temporaire lorsque la température extérieure franchit un certain seuil.

Photo: C. Grandpey

Source : The Weather Network, médias d’information américains.

Vortex polaire stable et instable (Source: Météo France)

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There is a lot of talk about the polar vortex these days in connection with the cold snap affecting the United States. As I explained previously (see my January-February 2023 posts), the polar vortex is a large area of low pressure in the upper atmosphere that typically sits over the Earth’s poles. It is a persistent and large-scale circulation pattern that is created by the cold temperatures at the poles. It’s strongest in the winter and weakest in the summer. Actually, the polar vortex is rather a series of circulating winds – jet streams – that are strongest at the poles but can also extend to lower latitudes.

One event likely to affect the behaviour of the polar vortex is a Sudden Stratospheric Warming (SSW). It occurs when there is a rapid increase in temperature in the stratosphere, the layer of the atmosphere above the troposphere. This increase in temperature can cause the polar vortex to weaken or even split, which can have a significant impact on weather patterns in the northern hemisphere. These events typically occur in the winter, and can last for several weeks.

It’s important to note that SSW events are relatively rare, happening on average every 2 – 3 years, but they are becoming more frequent in recent years with global warming and the increase of global temperatures, especially in the Arctic.

In recent days, the polar vortex has undergone a subsidence described as extreme by the American weather services. As a result, this large mass of cold air has plunged towards the east and center of the United States. More than half of the country has experienced a sudden cold snap since January 4th, 2025, as far as the southern states, such as Texas (-10 °C) and Louisiana (-2 °C).
This icy air has encountered a disturbance, which has ytiggered the snowstorm Blair. Very heavy snowfall is affecting the eastern half of the country, with up to one meter in New York State.
The weather services predict that the snow will stop, but the cold air will resist, and even more plunge towards the southern states. They predict -8 °C in Nashville (Tennessee) and up to -18 °C in the central plains in the coming days.
According to CNN Weather, it could get so cold in Florida that iguanas will fall out of trees, as happened in January 2022, for example. These animals enter a state of temporary paralysis when the outside temperature exceeds a certain threshold.
Source: The Weather Network, American news media.

La fonte du Groenland (suite) // The melting of Greenland (continued)

Voici une image particulièrement intéressante (la courbe à droite est révélatrice!). Elle montre les changements intervenus dans l’épaisseur de la calotte glaciaire du Groenland sur la base des données satellitaires de la NASA et de l’ESA. Entre 2013 et 2023, la calotte s’est amincie d’un peu moins de 1,20 mètre en moyenne.

Source de l’image : University of Northumbria

Les nouvelles images satellites montrent la fonte extrêmement rapide de la calotte glaciaire du Groenland. Il ne faut pas oublier que la calotte glaciaire est une masse de glace terrestre. Elle fait partie intégrante du système climatique de la Terre. En effet, elle contribue, par l’albédo, à réfléchir les rayons du soleil et à maintenir un temps froid dans l’Arctique, mais aussi à réguler le niveau de la mer et influencer la météo.
Les scientifiques ont utilisé les satellites de la NASA et de l’Agence spatiale européenne (ESA) pour étudier l’amincissement de la calotte et enregistrer son évolution au cours des dernières années. Au final, la calotte du Groenland a perdu de 2 350 kilomètres cubes de glace. L’amincissement le plus extrême s’est produit sur les glaciers situés en bordure de l’île, notamment le Jakobshavn, l’Isbræ et le Zachariae Isstrøm.
Entre 2013 et 2023, la calotte s’est amincie d’un peu moins de 1,20 mètre en moyenne, mais l’amincissement dans la zone d’ablation – la partie inférieure du glacier où la neige fond plus vite qu’elle s’accumule – a été cinq fois plus important. Les changements les plus significatifs se sont produits en 2012 et 2019, lorsque les températures étaient extrêmement élevées.
Les mesures ont été obtenues grâce aux satellites CryoSat-2 et ICESat-2. Le satellite ICESat-2 de la NASA, lancé en 2018, a à son bord un instrument permettant aux scientifiques de mesurer les variations de niveau des calottes glaciaires, des glaciers et de la glace de mer. Les scientifiques ont constaté que les mesures fournies par les différents satellites concordaient globalement. Les résultats ont été publiés le 13 décembre 2024 dans la revue Geophysical Research Letters. Ils sont importants car la perte de masse de la calotte glaciaire est un facteur clé de l’élévation du niveau de la mer à l’échelle de la planète. Ils confirment également que les observations satellitaires peuvent être combinées pour obtenir une estimation de la perte de glace plus fiable que si elles étaient effectuées par chaque satellite individuellement. Elles montrent aussi que l’on pourrait se fier à l’une des mesures si les autres devaient être indisponibles.
Source : The Independent via Yahoo News.

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The above image shows changes in the thickness of the Greenland ice sheet based on NASA and ESA satellite data. Between 2013 and 2023, the ice sheet has thinned by just under 1.20 metres on average (Image source: Northumbria University)

The new satellite images show the extreme melting that has taken place on the Greenland ice sheet,. One should remember that the ice sheet is a mass of glacial land ice. It is an integral part of Earth’s climate system helping to reflect the sun’s warm rays and keep the Arctic cool, regulating sea level, and influencing weather.

Scientists have used NASA and European Space Agency (ESA) satellites to reveal the sheet’s thinning and record the first measurements of its change over recent years. Altogether, the ice sheet shrank by 2,350 cubic kilometers. The most extreme thinning occurred at the glaciers along its edge, including Jakobshavn Isbræ and Zachariae Isstrøm.

Between 2013 and 2023, the sheet thinned by a little under1.20 meters on average, although thinning across its ablation zone – the lower part of the glacier where more snow is lost than accumulates – was five times larger than that. The biggest changes occurred during 2012 and 2019, when temperatures were extremely hot.

The measurements were recorded using the agencies’ ice satellite missions: CryoSat-2 and ICESat-2. NASA’s ICESat-2. launched in 2018 that carries an instrument that allows scientists to measure the elevation of ice sheets, glaciers, and sea ice. The scientists found that the measurements provided by the different satellites largely agreed. The results were published on December 13th, 2024 in the journal Geophysical Research Letters. They are important because ice sheet mass loss is a key contributor to global sea level rise.They also confirm that the satellite observations can be combined to produce a more reliable estimate of ice loss than they could alone, and suggests that one could be relied upon if the other were to fail.

Source : The Independent via Yahoo News.

Réchauffement climatique : cratères d’explosion dans la toundra // Global warming : explosion craters in the tundra

Un chapitre de ma conférence « Glaciers en péril » est consacré au dégel du permafrost dans l’Arctique. J’explique que cette situation peut conduire à des phénomènes étranges comme les cratères découverts il y a une dizaine d’années en Sibérie. Au début, les gens se demandaient ce qui avait pu les provoquer. Toutes sortes d’hypothèses ont été émises, y compris des théories sur les extraterrestres. Certains cratères sont impressionnants et assez profonds pour contenir un immeuble de 15 étages. Les scientifiques ont observé le premier cratère en 2014 et en ont découvert une vingtaine d’autres dans les années qui ont suivi.
Il était évident, dès le début, que ces cratères étaient causés par des explosions dans le sous-sol. Leur cause est vite devenue un sujet de débat, mais tout le monde était d’accord pour dire que ce type de cratères d’explosion était rare et ne se formait que dans des conditions géologiques spécifiques. Il était également clair que ces puissantes explosions étaient liées au réchauffement climatique. Donc, comme la planète continue de se réchauffer, d’autres cratères allaient probablement apparaître. Lorsque les explosions se produisent, elles libèrent dans l’atmosphère du méthane, un gaz à effet de serre extrêmement puissant, qui contribue à son tour au réchauffement climatique.
On rencontre ces cratères dans des régions du monde recouvertes de pergélisol, comme la Sibérie et le nord du Canada, là où le sol est gelé en permanence depuis des millénaires. À mesure que la température de la planète augmente, des poches de pergélisol dégèlent partout dans le monde. Cela a permis la découvertes de mammouths et d’autres animaux préhistoriques.
Des concentrations de méthane sont piégées profondément sous terre dans le pergélisol dans des hydrates de méthane, c’est à dire des composés solides, résultat de la cristallisation d’un mélange d’eau et de méthane sous certaines conditions de température et de pression. Les chercheurs s’accordent largement à dire que lorsque ces hydrates sont endommagés, ils libèrent du méthane. C’est ce qui, très probablement, a déclenché les explosions en Sibérie.
Les scientifiques ne savent pas comment les hydrates peuvent être endommagés. Au début, ils pensaient que le réchauffement du pergélisol, résultant du réchauffement de l’Arctique, pouvait à terme déstabiliser la couche d’hydrates et libérer ainsi du méthane explosif, mais aucun modèle physique n’a été présenté pour expliquer cette hypothèse. De plus, les scientifiques ont découvert qu’il faudrait des siècles pour que ce processus déclenche une explosion, alors que l’Arctique ne s’est considérablement réchauffé que depuis quelques décennies.
Cela signifie que quelque chose d’autre s’est produit. Les scientifiques ont trouvé la pièce manquante de leur puzzle en passant au peigne fin les études géologiques du passé. Elles avaient identifié des cryopegs, juste au-dessus des hydrates de méthane en Sibérie. Un ‘cryopeg‘ est une couche de sol non gelé, mais faisant partie du pergélisol, dans laquelle la congélation est empêchée par une dépression du point de congélation due à la teneur en solides dissous de l’eau interstitielle. Normalement, les cryopegs sont stables, mais les chercheurs ont réalisé que la chaleur de l’été était susceptible de menacer cette stabilité. En été, le sol dégèle et, selon les scientifiques, cette eau de fonte serait ensuite attirée vers les cryopegs par osmose, autrement dit en suivant le même processus qui permet à l’eau de grimper, en faisant fi de la gravité, dans les plantes hautes.
Toujours selon les chercheurs, l’eau de fonte augmente la pression à l’intérieur des cryopegs. Cette pression fissure le sol vers la surface, ce qui déclenche une inversion drastique de pression. C’est ce changement de pression qui endommagerait les hydrates de méthane et déclencherait une explosion.
La Sibérie aura probablement davantage de cratères d’explosion dans les années à venir avec la hausse des températures dans le monde. C’est un problème car le méthane libéré par ces explosions est un gaz à effet de serre extrêmement puissant.
On ne sait pas exactement quelle quantité de méthane est libérée par ces explosions, mais si l’on se place dans le contexte global du réchauffement climatique, cette quantité est minime. Le dégel du pergélisol est un problème beaucoup plus important car il contient des concentrations non seulement de méthane mais aussi de dioxyde de carbone qui sont libérées dans l’atmosphère lorsqu’il dégèle.
Source : Business Insider via Yahoo News.

Cratères d’explosion en Sibérie (Crédit photo: The Siberian Times)

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A chapter of my conference « Glaciers at risk » is dedicated to the thawing of the permafrost in the Arctic. I explain that this situation may lead to strange phenomena like the craters that were discivered about ten years ago in Siberia. At the beginning, people wondred what could have caused them to happen. All sorts of hypotheses were released, including theories about aliens. Some of them are are giant craters, deep enough to fit a 15-story building. Scientists observed the first crater in 2014 and have found about 20 more in the years since.

It was clear from the beginning that the craters were caused by some type of explosion deep underground. What’s triggering the explosions became a topic of debate but it became obvious thzt these types of exploding craters were rare and only formed under specific geologic conditions. It was also clear that these massive eruptions were linked to global warming, and as the planet continues to warm, more craters will likely erupt. When the explosions happen, they release methane, a highly potent greenhouse gas into the atmosphere, which in turn contributes to global warming.

The craters are found in regions of the world covered with permafrost, like Siberia and northern Canada where the soil has been permanently frozen for millennia. As global temperatures climb, pockets of permafrost are thawing worldwide. This has led to some spectacular discoveries of mammoths and other prehistoric animals.

Concentrated amounts of the highly explosive greenhouse gas methane are trapped deep underground in the permafrost in ice-like solids called methane hydrates. Researchers widely agree that when these hydrates are damaged, they release methane gas, which is what is triggering the explosions in Siberia.

How the hydrates are damaged, though, is less clear. Initial theories suggested that warming permafrost, as a result of the warming Arctic, could ultimately destabilize the hydrate layer, releasing explosive methane gas. But no physical model was presented to explain this hypothesis. Scientists found that it would take centuries for the process to trigger an explosion, whereas the Arctic had only been significantly warming over decades.

This means something else was happening or magnifying this effect. Scientists found the missing piece to their puzzle when they scrutinized past geological surveys that had identified pools of liquid water, called cryopegs, just above the methane hydrates in Siberia. A cryopeg is a layer of unfrozen ground that is perennially cryotic (forming part of the permafrost), in which freezing is prevented by freezing-point depression due to the dissolved-solids content of the pore water. Normally, the cryopegs are stable, but the researchers realized that the summer would threaten this stability. In summer, frozen soil at the surface thaws. That meltwater is then pulled down toward the cryopegs via osmosis, the same process that helps water climb against gravity through tall plants.

The meltwater increases the pressure inside the cryopegs. That pressure cracks the soil leading to the surface, which triggers a drastic reverse in pressure. And that pressure change is what damages the methane hydrates, triggering an explosion.

Siberia will likely have more explosive craters in the coming years as global temperatures continue to warm. This a problem because the methane these explosions release is a highly potent greenhouse gas.

It’s unclear exactly how much methane these explosions release, but in the global climate change, they are a small matter. Thawing permafrost is a larger concern because it contains concentrations of not only methane but also carbon dioxide that is released into the atmosphere when it thaws.

Source : Business Insider via Yahoo News.

Le dégel inquiétant de la toundra // The worrying thaw of the tundra

Après avoir emprisonné du dioxyde de carbone (CO2) dans son sol gelé pendant des millénaires, la toundra arctique est en train de connaître une transformation spectaculaire, accélérée par de fréquents incendies de végétation qui la transforment en une source d’émissions de CO2. Elle émet désormais plus de carbone qu’elle n’en stocke, ce qui aggravera les effets du réchauffement climatique. C’est la conclusion du rapport 2024 sur l’Arctique de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Le rapport révèle que la température annuelle de l’air à la surface de l’Arctique en 2024 a été la deuxième plus chaude jamais enregistrée depuis 1900.
Le rapport se base sur la moyenne des observations effectuées et consignées entre 2001 et 2020. Ses auteurs expliquent que le réchauffement climatique exerce un double effet sur l’Arctique. S’il stimule la productivité et la croissance des plantes, ce qui élimine le dioxyde de carbone de l’atmosphère, il entraîne également une augmentation de la température de l’air à la surface qui provoque le dégel du pergélisol. Le dégel du permafrost libère du carbone auparavant piégé dans le sol gelé sous forme de dioxyde de carbone et de méthane – deux puissants gaz à effet de serre – par décomposition microbienne.

Photo: C. Grandpey

En 2024, l’Alaska a enregistré la deuxième plus chaude température du pergélisol jamais enregistrée. Le réchauffement climatique d’origine anthropique intensifie également les feux de de végétation dans les hautes latitudes ; ils ont augmenté en superficie brûlée, en intensité et en émissions de carbone associées. Ces incendies brûlent non seulement la végétation et la matière organique du sol, tout en libérant du carbone dans l’atmosphère, mais ils font disparaître également les couches isolantes du sol, ce qui accélère le dégel du pergélisol à long terme et les émissions de carbone qui y sont associées. Le rapport précise que depuis 2003, les émissions des feux de forêt dans l’Arctique ont atteint en moyenne 207 millions de tonnes de carbone par an. 2023 a été l’année où on a observé les feux de forêt les plus importantes jamais enregistrées.C’est en raison de ceux du Canada qui ont brûlé plus de deux fois plus de végétation que pendant toute autre année. Les incendies ont émis au Canada près de 400 millions de tonnes de carbone, soit plus de deux fois et demie les émissions en provenance de tous les autres secteurs.

Les feux ‘zombies’ viennent s’ajouter aux incendies de végétation traditionnels (Crédit photo: The Siberian Times)

Les températures plus chaudes ont également un impact sur la faune sauvage. Le rapport révèle que le nombre de caribous a diminué de 65 % dans la toundra au cours des deux à trois dernières décennies. La chaleur estivale perturbe leurs déplacements et leurs conditions de vie, tout comme les changements dans les conditions de neige et de glace en hiver.

Rennes dans la toundra (Photo: C. Grandpey)

À côté de cela, les populations de phoques en Alaska restent en bonne santé. Le rapport n’a constaté aucun impact négatif à long terme sur la condition physique, l’âge de maturité, le nombre de grossesses ou la survie des petits parmi les quatre espèces de phoques vivant sur la banquise dans les mers de Béring, des Tchouktches et de Beaufort.
Source : NOAA, AFP.

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After locking carbon dioxide CO2) in its frozen soil for millennia, the Arctic tundra is undergoing a dramatic transformation, driven by frequent wildfires that are turning it into a net source of CO2 emissions. It is now emitting more carbon than it stores, which will worsen global warming impacts,This is the conclusion of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)’s 2024 Arctic Report Card, which reveals that annual surface air temperatures in the Arctic in 2024 were the second-warmest on record since 1900.

The report is based on an average of observations recorded from 2001-2020. Its authors say that climate warming exerts dual effects on the Arctic. While it stimulates plant productivity and growth, which removes carbon dioxide from the atmosphere, it also leads to increased surface air temperatures that cause permafrost to thaw. Thawing permafrost releases carbon previously trapped in frozen soil as carbon dioxide and methane — two potent greenhouse gases — through microbial decomposition.

In 2024, Alaska recorded its second-warmest permafrost temperatures on record. Human-caused global warming is also intensifying high-latitude wildfires, which have increased in burned area, intensity, and associated carbon emissions. Wildfires not only combust vegetation and soil organic matter, releasing carbon into the atmosphere, but they also strip away insulating soil layers, accelerating long-term permafrost thaw and its associated carbon emissions. The report specifies that since 2003, circumpolar wildfire emissions have averaged 207 million tons of carbon annually. 2023, was the largest fire year on record due to Canadian wildfires, which burned more than twice any other year on record in Canada. The fires emitted nearly 400 million tons of carbon, more than two-and-a-half times the emissions from all other sectors in Canada combined.

Warmer temperatures are impacting wildlife too, with the report finding tundra caribou numbers have decreased by 65 percent over the past two to three decades. The summer heat is disrupting their movements and survival, alongside changes to winter snow and ice conditions.

Surprisingly, however, Alaska’s ice seal populations remain healthy. The report found no long-term negative impacts on body condition, age of maturity, pregnancy rates, or pup survival for the four species of ice seals inhabiting the Bering, Chukchi, and Beaufort seas.

Source : NOAA, AFP.