Catégorie : Environnement

Les fluctuations saisonnières de la Courbe de Keeling // Seasonal fluctuations of the Keeling Curve

En voyant la courbe de Keeling telle qu’elle apparaissait dans ma note du 5 novembre 2019, plusieurs blogonautes m’ont demandé pourquoi la courbe montrait des fluctuations. La réponse est assez simple: la quantité de CO2 dans l’atmosphère varie au cours d’une année. Il ne faudrait pas oublier que les plantes absorbent plus de CO2 dans l’atmosphère pendant les mois les plus chauds où elles poussent le plus. Cela entraîne une diminution sensible des concentrations de CO2 dans l’atmosphère.
L’activité photosynthétique étant la cause des fluctuations saisonnières du CO2, les fluctuations sont plus marquées dans les régions où le nombre de plantes est plus important. Par exemple, au début des années 1990, Keeling avait remarqué que la fluctuation saisonnière du CO2 à Barrow, dans le nord de l’Alaska, était plus importante qu’au début de ses mesures.

Après la chute des feuilles à l’automne, la couche de feuilles mortes et d’autres matières végétales se décompose tout au long de l’hiver grâce à l’action des microbes. Au cours de cette décomposition, les microbes respirent et produisent du CO2, contribuant ainsi à l’élévation du niveau de CO2 atmosphérique. C’est pourquoi le CO2 dans l’atmosphère augmente régulièrement au cours de l’hiver.

Au printemps, les feuilles font leur réapparition sur les arbres et la photosynthèse s’intensifie considérablement, ce qui entraîne une diminution du CO2 dans l’atmosphère. Ce décalage entre les mois d’automne et d’hiver, entre le printemps et l’été, résulte en un schéma en dents de scie sur la courbe de Keeling. Chaque année, on observe une diminution du CO2 pendant les mois de photosynthèse des plantes terrestres et une augmentation du CO2 les mois sans quantités de photosynthèse et avec une décomposition significative.

Le mois de mai marque le tournant entre les décompositions qui ont lieu pendant les mois d’hiver et l’épanouissement de la photosynthèse qui survient avec le retour des feuilles aux arbres au printemps. Les mesures du CO2 effectuées dans le monde reflètent ce schéma de concentration maximale de CO2 à chaque mois de mai, quel que soit le niveau de ce pic de dioxyde de carbone.

Quand on est au printemps et en été dans l’hémisphère nord, on se trouve en automne et en hiver dans l’hémisphère sud. On peut se demander pourquoi les épisodes de photosynthèse ne s’annulent pas. D’une part, le mélange entre les hémisphères est trop lent pour provoquer une interaction significative entre leurs deux cycles. Il faut environ un an pour que l’air se mélange entre les hémisphères nord et sud. Le mélange dans chaque hémisphère, au contraire, ne dure que quelques semaines à quelques mois. C’est pourquoi un cycle similaire est observé dans toutes les stations d’observation de la Scripps Institution de l’hémisphère Nord, quelle que soit leur latitude. En outre, l’hémisphère nord compte beaucoup plus de terres, en particulier avec les vastes étendues forestières de Sibérie, alors que l’hémisphère sud est essentiellement occupé par l’océan. Toutefois, en raison de la lenteur du brassage, même s’il y avait autant de terres dans l’hémisphère sud que dans son homologue du nord, le cycle de la courbe de Keeling sur le Mauna Loa à Hawaii ne serait pas très différent.

Pour terminer, alors que la photosynthèse dans l’océan est également extrêmement importante pour la chimie de l’atmosphère, cette photosynthèse marine n’influe pas sur le pic annuel de CO2 atmosphérique car peu de ce CO2 est rejeté dans l’atmosphère.

Cela ne signifie pas que tout le pic de CO2 visible sur la courbe de Keeling dépend uniquement de la Sibérie. Bien que la Sibérie soit importante car elle abrite la plus grande superficie de forêts boréales et tempérées qui régissent le cycle saisonnier, les échanges de dioxyde de carbone en Amérique du Nord jouent également un rôle très important dans le cycle de CO2 mesuré sur le Mauna Loa.
Source: Scripps Institution of Oceanography.

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Seeing the Keeling Curve, several visitors of my blog have asked me why the curve fluctuates. The answer is quite simple: The amount of CO2 in the atmosphere varies over the course of a year. As a result, plants take more CO2 out of the atmosphere during the warm months when they are growing the most. This can lead to noticeably lower CO2 concentrations in the atmosphere.

Because photosynthetic activity is the cause of seasonal CO2 swings, regions with more plants will experience larger fluctuations. By the early 1990s, Keeling had noticed that the seasonal CO2 fluctuation at Barrow in northern Alaska was larger than when he started his measurements.

After the leaves on the trees drop in autumn, the leaf litter and other dead plant material break down throughout the winter thanks to the hard work of microbes.  During this decomposition, microbes respire and produce CO2, contributing to atmospheric CO2 levels in the process.  Thus over the course of the winter, there is a steady increase in CO2 in the atmosphere.

In the spring, leaves return to the trees and photosynthesis increases dramatically, drawing down the CO2 in the atmosphere.  This shift between autumn and winter months to the spring and summer results in the sawtooth pattern of the Keeling Curve measurement of atmospheric CO2 such that every year there is a decline in CO2 during months of terrestrial plant photosynthesis and an increase in CO2 in months without large amounts of photosynthesis and with significant decomposition.

May is the turning point between all the decomposition throughout the winter months and the burst of photosynthesis that occurs with the return of leaves to the trees in spring. CO2 measurements all over the globe reflect this pattern of peak CO2 concentration occurring each May, regardless of the level of that peak.

While it is spring and summer in the Northern Hemisphere, it is autumn and winter in the Southern Hemisphere. We may wonder why these signals of photosynthesis and respiration do not cancel one another out.  For one thing, the mixing between the hemispheres is too slow to cause much interaction between their two cycles.   It takes roughly a year for the air to mix between the Northern and Southern hemispheres.   The mixing within each hemisphere, in contrast is only weeks to months.  This is why a similar cycle is seen at all our Northern Hemisphere observing stations regardless of their latitude. Besides, there is a much larger amount of land in the Northern Hemisphere, particularly with huge forested areas in Siberia, while the Southern Hemisphere is dominated by ocean, but because of the slow mixing, even if there were as much land in the south, the Keeling Curve cycle on Hawaii Mauna Loa would not look very different.

At last, while photosynthesis in the ocean is also extremely important to atmospheric chemistry, this marine photosynthesis does not drive the annual peak in atmospheric CO2 because little of the CO2 goes into the atmosphere.

This does not mean that the entire peak depends on Siberia alone.  While Siberia is important because it is home to the largest area of boreal and temperate forests that drive the seasonal cycle, carbon dioxide exchange over North America is also very important to the cycle measured at Mauna Loa.

Source : Scripps Institution of Oceanography.

Vue d’ensemble de la Courbe de Keeling

(Source : Scripps Institution)

 

Sus aux imposteurs climatiques! // Down with the climate impostors!

Je ne supporte vraiment plus ces gens qui prétendent, comme Donald Trump, que les activités humaines ne sont pas responsables du réchauffement climatique actuel. Depuis plus de deux ans, Trump explique qu’il veut sortir les États-Unis de l’accord de Paris conclu en 2015 sur le climat. À partir du lundi 4 novembre 2019, il peut vraiment commencer la démarche, en sachant que le processus de retrait prend un an et ne deviendra donc officiel, au mieux, à partir du lendemain de l’élection présidentielle de 2020. En effet, selon les termes de l’accord de Paris, aucun pays ne peut se retirer au cours des trois premières années. Le 4 novembre est donc le jour où, pour la première fois, les États-Unis peuvent réellement entamer le processus de retrait. Il commence par une lettre adressée aux Nations Unies et ne devient officiel qu’un an plus tard, ce qui conduit au lendemain des élections. En conséquence, si quelqu’un d’autre que Trump gagne en 2020, le prochain président sera en droit de revenir sur l’accord dans les 30 jours suivants!
Le réchauffement climatique provoqué par la combustion des combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz) a déjà provoqué une fausse globale de la température de 1 degré Celsius depuis la fin du 19ème siècle, avec comme conséquence la fonte rapide et à grande échelle de la glace dans le monde, sans oublier les conditions météorologiques extrêmes et la modification de la chimie des océans. Les scientifiques affirment que, en fonction de la quantité de dioxyde de carbone (CO2) émise, le réchauffement ne fera qu’empirer à la fin du 21ème siècle, avec une hausse des températures de plusieurs degrés et une hausse parallèle de près d’un mètre des océans.
En cliquant sur le lien ci-dessous, vous verrez une version actualisée par la Scripps Institution de la courbe de Keeling qui est établi en fonction des données enregistrées sur le volcan Mauna .Loa à Hawaii. La courbe inclut des mesures récentes, ainsi que le franchissement d’un nouveau seuil critique : le niveau de dioxyde de carbone dans l’atmosphère a dépassé les 415 parties par million (ppm) en mai 2019.
https://youtu.be/Z43FQCSg4Ow

Des versions à plus haute résolution sont disponibles à l’adresse scrippsnews@ucsd.edu.

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I’m fed up with those people who pretend, like Donald Trump, that human activities are not responsible for the current global warming. For more than two years, Trump has talked about pulling the United States out of the landmark Paris climate agreement. Starting Monday, November 4th, 2019, he can do something about it. Even then, though, the withdrawal process takes a year and would not become official until at least the day after the 2020 presidential election. The terms of the Paris deal say no country can withdraw in the first three years. So November 4th is the first time the U.S. could actually start the withdrawal process, which begins with a letter to the United Nations. And it doesn’t become official for a year after that, which leads to the day after the election. As a consequence, if someone other than Trump wins in 2020, the next president could get back in the deal in just 30 days!

Climate change, caused by the burning of coal, oil and gas, has already warmed the world by 1.8 degrees (1 degree Celsius) since the late 1800s, caused massive melting of ice globally, triggered weather extremes and changed ocean chemistry. And scientists say, depending on how much carbon dioxide is emitted, it will only get worse by the end of the century with temperatures jumping by several degrees and oceans rising by close to one metre.

The Scripps Institution has updated the animation of the Keeling Curve to include recent measurements and the surpassing of a new milestone: Global carbon dioxide levels in the global atmosphere as measured at the Mauna Loa Observatory in Hawaii surpassed  415 parts per million of carbon dioxide in May.

https://youtu.be/Z43FQCSg4Ow

Higher resolution versions are available through scrippsnews@ucsd.edu.

Evolution des concentrations de CO2 sur une année au sommet du Mauna Loa. On enregistrait le 30 octobre une concentration de 409,20 ppm.

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A lire dans le numéro de novembre 2019 de la revue Ça m’intéresse un très intéressant article intitulé « Le réchauffement climatique en 10 idées reçues ».

Le reste se trouve dans la revue…

Nouvel avis de décès

A l’image des Islandais qui ont inauguré le 18 août 2019 une plaque commémorative à la mémoire du défunt glacier Okjokull, les élus écologistes régionaux ont déposé le 23 octobre une plaque « à la mémoire du glacier Arriel » qui a définitivement fondu dans les Pyrénées béarnaises, victime du réchauffement climatique

Le glacier d’Arriel, à proximité du lac d’Arrémoulit, dans le département des Pyrénées-Atlantiques, connaît donc le même sort que celui de 50% des glaciers pyrénéens ces dernières années. Ils disparaîtront probablement tous d’ici 2040. On peut lire sur la plaque : « Cette plaque atteste que nous savons ce qu’il se passe et que nous savons ce qu’il faut faire. Vous seul-e-s saurez si nous l’avons fait »

La disparition d’un glacier, même de petite taille dans les Pyrénées ou sur les autres massif, n’est pas anodine. Les élus présents à la cérémonie ont rappelé que « les glaciers forment des réserves d’eau douce capitales, tant pour les activités humaines que pour les écosystèmes de l’ensemble du Sud-Ouest : agriculture, tourisme, production hydroélectrique… »

D’après un constat de l’association pyrénéenne de glaciologie Moraine, qui étudie l’évolution des glaciers pyrénéens depuis vingt ans, ces derniers pourraient complètement disparaître d’ici à 2050. On comptait 90 glaciers dans les Pyrénées en 1850, contre 23 aujourd’hui.

Source : Synthèse de la presse régionale.

Situé à la base de la face Nord du Pic d’Arriel, le glacier s’était considérablement réduit et se distinguait à peine ces dernières années (Crédit photo : Wikipedia)

Hausse des océans : un constat de plus en plus alarmant // Rising oceans : an increasingly alarming situation

Ce qui se passe actuellement en Californie – feux de forêt, évacuations à grande échelle – devrait nous alerter sur l’urgence de la crise climatique. Cependant, les incendies en Californie ne sont qu’un aspect des conséquences du réchauffement planétaire.
Une étude publiée fin octobre 2019 dans Nature Communications s’attarde sur le hausse des océans et corrige des erreurs de données dans les calculs concernant le nombre de personnes menacées. Les résultats sont terrifiants.
Selon les dernières analyses, trois fois plus de personnes risquent d’être confrontées à la montée des eaux. À l’heure actuelle, 150 millions de personnes vivent sur des terres qui seront recouvertes par la mer d’ici 2050. Il s’agit du scénario le plus optimiste dans lequel le réchauffement climatique est maintenu à 2 degrés Celsius, ce qui semble tout à fait improbable dans un proche avenir. Dans un scénario plus pessimiste, le nombre de personnes en difficulté s’élève à 300 millions d’ici 2050. Cela équivaut à peu près à la population des Etats-Unis !
L’étude révèle qu’environ 70% des personnes actuellement à risque vivent dans huit pays asiatiques: Chine, Bangladesh, Inde, Vietnam, Indonésie, Thaïlande, Philippines et Japon. Dès 2050, la majeure partie du sud du Vietnam, soit 20 millions de personnes, pourrait disparaître sous les eaux. En Thaïlande, 10% de la population vit sur des terres qui seront inondées, contre 1% à présent. De grandes parties de Bangkok et de Mumbai, deux centres de la finance en Asie, où vivent des dizaines de millions de personnes, risquent d’être inondées au cours des prochaines décennies.
Cette révision des chiffres concernant le risque d’élévation du niveau de la mer est due à une évolution des variables utilisées. Jusqu’à maintenant, le calcul s’effectuait en grande partie en fonction de deux variables: 1) la rapidité d’augmentation des émissions de gaz à effet de serre; 2) la réaction de la banquise au réchauffement climatique, en particulier en Antarctique occidental.
Le problème est qu’une variable a été négligée: l’élévation réelle des terres le long de la côte, ainsi que le nombre de personnes qui y vivent. En effet, ce qu’il faut prendre en compte, ce n’est pas seulement la hauteur de l’eau, mais aussi la hauteur de la terre où l’eau monte. Un mètre d’élévation du niveau de la mer dans le sud de la Floride, qui est une région basse, plate et densément peuplée, aura un impact bien plus grand qu’une élévation identique le long de la côte haute, rocheuse et peu peuplée de l’Oregon ou du Maine.
Aux États-Unis, en Europe et en Australie, les erreurs de mesure de l’élévation côtière ont été corrigées au moyen du LIDAR (télédétection par laser), qui est très précis. Le problème, c’est qu’il n’y avait pas de données LIDAR disponibles pour l’Asie, l’Afrique et le Moyen-Orient, d’où la difficulté pour les scientifiques de calculer avec précision les risques d’élévation du niveau de la mer dans ces régions.

Deux informaticiens du Climate Central ont trouvé un moyen d’utiliser l’intelligence artificielle pour imiter le LIDAR. Lorsqu’ils ont re-analysé les données fournies précédemment par la navette spatiale à l’aide de leur modèle basé sur l’intelligence artificielle (et connu sous le nom de CoastalDEM), les résultats ont été étonnants, et pas dans le bon sens.
Par exemple, l’analyse précédente du risque d’inondation avec les données de la navette spatiale a révélé que 95 millions de personnes vivraient en dessous de le ligne moyenne de marée en 2100. Avec la nouvelle analyse, avec le scénario le plus optimiste des émissions de gaz à effet de serre et avec des calottes glaciaires relativement stables, 190 millions de personnes vivraient sous le niveau des eaux.
L’étude n’apporte pas que des mauvaises nouvelles. Les deux informaticiens ont constaté que 110 millions de personnes vivent déjà dans des zones potentiellement recouvertes par la mer, avec la protection de digues. Cela laisse un peu d’espoir quant à la capacité d’adaptation de ces populations, même si ces digues ne seront probablement pas suffisantes pour contrer l’accélération de l’élévation du niveau de la mer dans les années à venir.
L’élévation du niveau de la mer a déjà eu des conséquences spectaculaires. Le meilleur exemple est celui de l’Indonésie, où Jakarta, la capitale, va être transférée sur les hauteurs de Bornéo.
Comme la plupart des approches climatiques basées sur des données, l’étude oublie l’élément humain. Elle ne parle pas des nouvelles défenses, telles que les remparts ou les digues, qui pourraient être construites pour se protéger contre la montée des eaux. L’étude ne dit pas non plus comment les gens pourraient s’adapter d’une autre manière, avec des canaux comme à Venise, ou des structures flottantes. Elle ne prend pas non plus en compte les facteurs politiques et économiques, tels que la rapidité avec laquelle la valeur des biens immobiliers chutera au fur et à mesure qu’augmentera le risque d’inondation, avec un impact sur les recettes fiscales et les gouvernements locaux. Plus important encore, on ignore combien de millions de personnes seront déplacées et où elles iront…
Source: Nature Communications, médias américains.

L’étude publiée dans Nature communications révèle qu’une grande partie du littoral atlantique est concernée. On le sait déjà, mais l’État français n’a pas encore mis les moyens pour y faire face.

L’exemple le plus frappant de la montée de l’Océan Atlantique se trouve à Soulac-sur-Mer (Gironde) où un immeuble de quatre étages – Le Signal – a été  construit sur le front de mer et s’est trouvé menacé par l’avancée des eaux. Il y a six ans, il a fallu évacuer les 78 appartements, sans indemnisation sérieuse pour les propriétaires. Le Conseil d’État a rappelé que l’érosion des dunes ne donne pas droit au fond de prévention des risques naturels. Les propriétaires ont dû batailler pendant plus de quatre ans pour espérer bientôt obtenir un dédommagement.

Un peu plus au sud, à Lacanau, des enrochements ont été installés pour protéger la côte sableuse contre les assauts de l’océan. Ces protections de fortune pourront-elles résister longtemps aux vagues au moment des tempêtes lors de hautes marées ? Pas si sûr…

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What’s happening in California right now — wildfires, mass evacuations — should alert everyone about the urgency of the climate crisis. However, the flames in California are just one aspect of the consequences of global warming.

A study published in late October 2019 in Nature Communications corrects what was essentially a data error in previous calculations about how many people are at risk from rising seas. The results are frightening.

According to the new analysis, roughly three times as many people are at risk from being inundated by rising seas than previously reported. 150 million people are now living on land that will be below high tide by 2050. And this is a hopeful scenario, where warming is held to 2 degrees Celsius, which looks quite unlikely in the near future. In a more pessimistic scenario, the numbers double to 300 million people flooded out by 2050. That is roughly equivalent to the entire population of the United States going underwater in the next three decades !

The study finds that about 70 percent of the people currently at risk are in eight Asian countries: China, Bangladesh, India, Vietnam, Indonesia, Thailand, the Philippines, and Japan. As early as 2050, most of Southern Vietnam could disappear at high tide, putting 20 million people underwater. In Thailand, 10 percent of the population lives on land that will be flooded, compared to one percent now. Large parts of Bangkok and Mumbai, both financial centres in Asia and home to tens of millions of people, are at risk of being inundated in coming decades.

This major revision in our understanding of the risk of sea level rise is due to an evolution in the variables used until now to calculate the risk of sea level rise. Up to now, the calculation largely depended on two variables: 1) how fast carbon emissions will continue to rise ; 2) how sensitive the ice sheets are to that warming, especially West Antarctica.

The problem is that one variable was largely overlooked: the actual elevation of land along the coast, as well as how many people live there. Indeed, what matters is not just how high the water rises, but how high the land is where the water rises. One metre of sea level rise in South Florida, which is low and flat and densely populated, will have a much greater impact than one metre of sea level rise along the high, rocky, sparsely-inhabited coast of Oregon or Maine.

In the U.S., Europe, and Australia, problems with coastal elevation measurements were corrected with LIDAR (Light Detection and Ranging) which is very precise. But there was no publicly available LIDAR data for Asia, Africa, and the Middle East, making it difficult for scientists to accurately calculate risks of sea level rise in those regions.

Two computer scientists at Climate Central figured out a way to use artificial intelligence to mimic the work of LIDAR. When they re-analyzed the previous space shuttle data with the new AI model (known as CoastalDEM), the results were astonishing, and not in a good way.

For example, the previous analysis of flood risk using the space shuttle data found that 95 million people will be living below mean high water line in 2100. In the new analysis, even with a low emissions scenario and fairly stable ice sheets, 190 million people will be living below the water line.

The study is not all bad news. On the upside, the two computer scientists found that 110 million people already live in areas below high tide, mostly behind seawalls and other barriers, which gives me some hope about people’s ability to adapt, although those barriers and sea walls are unlikely to be sufficient as sea level rise accelerates in the coming years.

Sea level rise already had dramatic consequences. The best example tody is Indonesia where Jakarta, the capital, will be moved to higher ground in Borneo

Like most data-driven climate science, the study leaves out the human element. It does not consider what kind of new defenses might be built to protect against rising seas – walls, barriers, dikes. Or how people might adapt in other ways, with Venice-like canals or floating structures. Nor does it consider political and economic factors, such as how fast property values will fall as the risk of flooding rises and how that will impact tax revenues and local governments. Or, most importantly, how many millions of people will be displaced, and where they will go…

Source: Nature Communications, U.S. News media.

The study published in Nature Communications reveals that a large part of the Atlantic coastline is concerned. We already know that, but in France the State has not yet found the means to deal with it.
The most striking example of the rise of the Atlantic Ocean is located in Soulac-sur-Mer (Gironde) where a four-storey building – Le Signal – was built on the seafront and was threatened by the advancing waters. Six years ago, it was necessary to evacuate the 78 apartments, without serious compensation for the owners. The Council of State reminds that the erosion of the dunes does not give right to the fund of prevention of the natural risks. The owners had to fight for more than four years to hope soon to get the money.
A little further south, in Lacanau, rip raps were installed to protect the sandy coast from the powert of the ocean. Will these protections be able to withstand huge waves during high tide storms ? Not so sure…

Vue de l’immeuble « Le Signal » à Soulac-sur-Mer (Photo: C. Grandpey)

Enrochements à Lacanau (Photo: C. Grandpey)

La ligne de rochers n’a pas suffi pour endiguer les assauts de la mer (Photo: C. Grandpey)