Catégorie : réchauffement climatique

Le « Polarstern » et l’expédition MOSAiC

L’expédition MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) n’a pas fait l’objet d’éditions spéciales dans les médias. C’est pourtant la plus importante jamais mise sur pied dans l’Arctique. Le 20 septembre 2019, le Polarstern – étoile polaire – navire amiral de l’Institut Alfred Wegener a levé l’ancre dans le port de Tromsø en Norvège, pour rejoindre le cœur de l’Océan Arctique et y faire des mesures scientifiques. La mission implique 600 chercheurs de dix-sept pays. Une fois sur place, le Polarstern s’est laissé emprisonner par les glaces et s’est laissé dériver vers le sud.

Le navire est parfaitement adapté à ce type d’expédition. C’est l’un des navires de recherche polaire doté des équipements les plus performants au monde. Le Polarstern est capable d’être opérationnel dans la banquise pendant l’hiver arctique grâce à sa coque en acier à double paroi et à 20000 chevaux. Il est capable de briser une glace de 1,50 mètre d’épaisseur et affronter une glace encore plus épaisse en progressant tel un bélier. Il peut supporter des températures jusqu’à -50°C. A côté des 50 membres de l’équipage, une cinquantaine de scientifiques effectue, dans le cadre de l’expédition MOSAiC, des recherches sur 5 principaux domaines d’intérêt (atmosphère, océan, glace de mer, écosystème, biogéochimie). De plus, le Polarstern dispose de divers véhicules (hélicoptères, motoneiges, etc.) à son bord, permettant aux chercheurs de prendre des mesures et de recueillir des données qui sont régulièrement enregistrées, sauvegardées et transmises grâce à un système informatique de pointe.

Selon son directeur, le but de l’expédition MOSAiC est de « mieux comprendre le système climatique arctique […] Se laisser piéger volontairement par les glaces est le seul moyen de […] faire des mesures pendant une année entière. »

L’équipe scientifique est renouvelée tous les deux mois ; les successeurs, acheminés par des brise-glace russes, chinois et suédois, assurent également une partie du ravitaillement.

Dès le début de la mission, les scientifiques ont profité des quelques heures de lumière quotidienne pour installer des laboratoires de recherche autonomes. Ces installations dérivent vers le sud, en même temps que le Polarstern, grâce au courant océanique transpolaire.

Cette expédition, inédite par son ampleur, est prévue depuis 2011. À l’époque, il est apparu aux chercheurs qu’il serait impossible de prédire l’évolution de la situation en Arctique sans faire des mesures précises toute l’année. Les scientifiques étudient la formation et la fonte de la banquise, la circulation de la chaleur dans l’océan, les dynamiques de l’écosystème marin, la relation complexe entre les nuages et l’atmosphère.

Par manque de données, les prévisions du GIEC sur l’Arctique sont très imprécises. Or, le pôle Nord se réchauffe quatre fois plus vite que la moyenne mondiale et ce qui s’y passe a une influence déterminante sur le climat mondial.

En septembre 2020, libéré des glaces, le Polarstern retournera en Allemagne et retrouvera Bremerhaven, son port d’attache.

Source : MOSAiC.

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The Multidisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) expedition has not been the subject of special media editions. It is, however, the largest ever organised in the Arctic. On September 20th, 2019, the Polarstern – polar star – flagship of the Alfred Wegener Institute weighed anchor in the port of Tromsø (Norway), to reach the heart of the Arctic Ocean and to make scientific measurements there. The mission involves 600 researchers from seventeen countries. Once there, the Polarstern got caught in the ice and drifted south.
The ship is perfectly suited to this type of expedition. It is one of the most efficient polar research vessels in the world. The Polarstern is capable of being operational in ice during the Arctic winter thanks to its double-walled steel hull and 20,000 horsepower. She is capable of breaking 1.50 meter thick ice and overcoming thicker ice by ramming. She can withstand temperatures down to -50°C. Alongside the 50 crew members, around fifty scientists are carrying out research on 5 main areas of interest (atmosphere, ocean, sea ice, ecosystem, biogeochemistry) as part of the MOSAiC expedition. In addition, the Polarstern has various vehicles (helicopters, snowmobiles, etc.) on board, allowing researchers to take measurements and collect data that is regularly recorded, saved and transmitted using an advanced computer system.
According to its leader, the goal of the MOSAiC expedition is to « better understand the Arctic climate system […] Being voluntarily trapped by the ice is the only way to […] measure for a whole year.  »
The scientific team is renewed every two months; successors, routed by Russian, Chinese and Swedish icebreakers, also provide part of the supply.
From the start of the mission, the scientists took advantage of the few hours of daily light to set up autonomous research laboratories. These installations drift south, at the same time as the Polarstern, thanks to the oceanic transpolar current.
This expedition, unprecedented in size, has been planned since 2011. At the time, it appeared to researchers that it would be impossible to predict the evolution of the situation in the Arctic without making precise measurements all year round. Scientists are studying the formation and melting of the icefield, the circulation of heat in the ocean, the dynamics of the marine ecosystem, the complex relationship between clouds and the atmosphere.
Due to a lack of data, the IPCC forecast for the Arctic is very imprecise. However, the North Pole is warming four times faster than the world average and what is happening there has a decisive influence on the global climate.
In September 2020, freed from the ice, the Polarstern will return to Germany and find Bremerhaven, her home port.
Source: MOSAiC.

Le Polarstern (Source: Alfred Wegener Institute)

Le recul glaciaire en Islande // Glacial retreat in Iceland

Le site Internet « Iceland Review » a publié le dernier numéro de la newsletter Melting Glaciers qui dresse un bilan de la situation glaciaire en Islande. Ce bulletin est le fruit d’une collaboration entre l’Icelandic Met Office, l’Institut des Sciences de la Terre de l’Université d’Islande, la Iceland Glaciological Society, le Southeast Iceland Nature Center et le parc national du Vatnajökull. Il est publié avec le soutien du Ministère Islandais de l’Environnement et des Ressources Naturelles.

Dans l’introduction de la newsletter, on peut lire que « les glaciers islandais reculent rapidement depuis un quart de siècle. Ce phénomène est l’une des conséquences les plus visibles du réchauffement climatique dans le pays. »

Voici quelques extraits de la newsletter:

Evolution des glaciers :
Depuis l’an 2000, la superficie des glaciers islandais a diminué d’environ. 800 km2 et elle a perdu près de 2200 km2 depuis la fin du 19ème siècle, époque les glaciers ont atteint leur extension maximale depuis la colonisation du pays au 9ème siècle. La surface des glaciers a en moyenne diminué d’environ. 40 km2 par an ces dernières années et les glaciers ont reculé de plusieurs dizaines de mètres en 2019. Le Hagafellsjökull, qui appartient à la calotte glaciaire du Langjökull, ainsi que le Síðujökull et le Tungnárjökull qui font partie de la calotte glaciaire du Vatnajökull, détiennent le record de recul pour 2019 avec 150 mètres de retrait au cours de cette seule année. Le glacier Breiðamerkurjökull, issu de la calotte glaciaire du Vatnajökull recule encore plus rapidement au moment de son vêlage dans le Jökulsárlón. Le recul du front de vêlage a atteint entre 150 et 400 mètres en 2019.

Lagon glaciaire du Jökulsárlón :
Le lagon glaciaire du Jökulsárlón montre à quel point le vêlage dans l’océan ou dans un lac peut être important pour le bilan massique des glaciers. Le Jökulsárlón a commencé à se former au milieu des années 1930. Les lagons situés devant le front des glaciers Breiðamerkurjökull, Jökulsárlón et Breiðárlón, ainsi que quelques lagons plus petits, présentent actuellement une superficie totale de plus de 30 km2. En moyenne, la surface de ces lagons glaciaires a augmenté de 0,5 à 1 km2 par an au cours des dernières années. Le glacier Breiðamerkurjökull recule et s’amincit en raison d’un bilan massique de surface négatif dû au réchauffement climatique, mais également en raison du vêlage dans le lagon du Jökulsárlón. Le vêlage représente actuellement environ un tiers de la perte de masse du Breiðamerkurjökull.

Rebond isostatique :
La fonte rapide des glaciers entraîne un soulèvement de la croûte terrestre en bordure de la glace en raison de la faible viscosité du manteau sous l’Islande. A Höfn, dans le Hornafjörður au sud-est de l’Islande, le sol se soulève actuellement d’environ 10 à 15 mm par an et la vitesse de soulèvement a considérablement varié au cours des deux dernières décennies en raison des fluctuations de perte de masse du glacier. La vitesse de soulèvement la plus importante a été observée sur la bordure ouest du Vatnajökull où elle atteint environ 40 mm par an.

Le Hoffellsjökull :
Le glacier Hoffellsjökull a reculé et s’est considérablement aminci depuis la fin du 19ème siècle, période où le glacier a atteint son extension maximale. La zone située à l’avant du Hoffellsjökull permet d’observer les effets géomorphologiques du retrait des glaciers. Le recul du glacier a conduit à la formation, devant sa partie frontale, d’un lac qui s’est agrandi rapidement depuis le début du 21ème siècle. La superficie du Hoffellsjökull a diminué d’environ. 40 km2 depuis la fin du 19ème siècle et de plus de 0,5 km2 par an au cours des dernières années.

Bilan massique des glaciers :
Le bilan massique des plus grands glaciers islandais est négatif depuis 1995, à l’exception de l’année 2015 où il est devenu positif pour la première fois en 20 ans. Le bilan massique en 2016 a de nouveau été négatif, avec une ampleur semblable à celle des années précédentes. Le bilan massique du Langjökull et de l’Hofsjökull a de nouveau été nouveau négatif en 2017, alors que le Vatnajökull a été pratiquement en équilibre. Ces trois calottes glaciaires ont été presque à l’équilibre en 2018. L’été 2019 a été chaud et le bilan massique des trois glaciers a été négatif. Ils ont perdu environ. 250 km3 de glace depuis 1995, ce qui correspond à environ 7% de leur volume total.

Bilan massique des glaciers islandais négatif en 2019 :
Les glaciers islandais ont reculé rapidement après le milieu des années 1990 en raison du réchauffement climatique. La perte de masse a été équivalente à environ 1 m d’eau par an en moyenne sur la période 1997-2010. Après 2010, certains étés ont été frais et humides, ce qui s’est reflété dans la perte de masse des glaciers. Pendant la période 2011-2018, elle se situait entre le tiers et la moitié de la moyenne des décennies précédentes. L’été 2019 a été chaud et ensoleillé. Par conséquent, l’ablation glaciaire a considérablement augmenté et la perte de masse a été équivalente à environ 1,5 m d’eau par an, ce qui est l’une des valeurs les plus élevées jamais enregistrées.

L’intégralité de la newsletter Melting Glaciers se trouve (en islandais et en anglais) à cette adresse:
https://www.vedur.is/media/loftslag/frettabref-joklar-newsletter-glaciers-iceland-2019-1-.pdf

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The “Iceland Review” website has released that latest issue of the newsletter Melting Glaciers which describes the situation of glaciers in Iceland. The newsletter is a collaborative effort between the Icelandic Met Office, the Institute of Earth Sciences at the University of Iceland, the Iceland Glaciological Society, the Southeast Iceland Nature Centre, and Vatnajökull National Park. It is published with support from the Icelandic Ministry for the Environment and Natural Resources.

In the introduction of the newsletter, one can read that “glaciers in Iceland have retreated rapidly for a quarter of a century, and glacier downwasting is one of the most obvious consequences of a warming climate in the country.”

Here are some excerpts from the newsletter :

Glacier changes.:

Since 2000, the area of Iceland’s glaciers has decreased by about. 800 km2 and by almost 2200 km2 since the end of the 19th century when the glaciers reached their maximum extent since the country’s settlement in the 9th century. The glacier area has on average shrunk by about. 40 km2 annually in recent years. Glaciers typically retreated by tens of metres in Hagafellsjökull in Langjökull ice cap and Síðujökull and Tungnárjökull in Vatnajökull ice cap hold the 2019 record, retreating by 150 m in this single year. The Breiða-merkurjökull outlet glacier of the Vatnajökull ice cap retreats even faster, where it calves into Jökulsárlón lagoon. The retreat of the calving front measured 150–400 m in 2019.

The Jökulsárlón glacier lagoon :

The Jökulsárlón glacier lagoon demonstrates how important calving into the ocean or terminal lakes can be for the mass balance of glaciers. Jökulsárlón lagoon started to form in the mid-1930s because of the retreat of the glacier. The lagoons by the terminus of Breiðamerkurjökull, Jökulsárlón and Breiðárlón, as well as some smaller lagoons, now have a combined area of over 30 km2. On average, the lagoons have grown by 0.5–1 km2 annually in recent years. The Breiðamerkurjökull glacier retreats and thins due to negative surface mass balance in a warming climate but also due to calving into Jökulsárlón lagoon. Calving currently causes about 1/3 of the mass loss of Breiðamerkurjökull.

Crustal movements :

Rapid melting of glaciers leads to crustal uplift near the ice margins because of the low viscosity of the mantle under Iceland. The land at Höfn in Hornafjörður in SE-Iceland currently rises by about 10–15 mm per year and the rate of uplift has varied substantially over the last two decades due to variations in the rate of mass loss of the glacier. The rate of uplift is even larger near the western margin of Vatnajökull where it has been measured at about 40 mm per year.

The Hoffellsjökull outlet glacier :

The Hoffellsjökull outlet glacier has retreated and thinned greatly since the end of the 19th century, when the glacier reached its maximum extent in recent times. The foreland of Hoffellsjökull provides unique opportunities to observe the geomorphological effects of glacier retreat. The retreat of the glacier has led to the formation of a terminus lake that has grown rapidly since the turn of the 21st century. The area of Hoffellsjökull has descreased by about 40 km2 since the end of the19th century and by more than 0.5 km2 annually in recent years.

Glacier mass balance :

The mass balance of the largest Icelandic glaciers has been negative since 1995, with the exception of the year 2015 when it became positive for the first time in 20 years. The mass balance in 2016 was again negative by a magnitude similar to that in previous years. The mass balance of Langjökull and Hofsjökull was again negative in 2017, whereas Vatnajökull was almost in balance. All three ice caps were near balance in 2018. The summer of 2019 was quite warm and the mass balance of all three ice caps was negative. The glaciers have lost about. 250 km3 of ice since 1995, which corresponds to about 7% of their total volume.

Mass balance of the Icelandic glaciers negative in 2019 :

Glaciers in Iceland retreated rapidly after the mid-1990s as a consequence of warming climate. The mass loss was about 1m water per year on average in the period 1997–2010. After 2010, some summers have been cool and wet and this is reflected in the glacier mass loss, which in the period 2011–2018 was on average only one-third to one-half of the average of the preceding one or two decades. The summer of 2019 was warm and sunny. Consequently, the glacier ablation increased substantially and the mass loss was measured as about 1.5 m water per year which is among the highest values on record.

The entire newsletter Melting Glaciers can be found (in Icelandic and in English) at this address :

https://www.vedur.is/media/loftslag/frettabref-joklar-newsletter-glaciers-iceland-2019-1-.pdf

Source : Wikipedia

Variations du  Breiðamerkurjökull au niveau du vêlage dans le lagon du Jökulsárlón

(Source : Glacier Melting)

Vêlage du Vatnajökull (Photo : C. Grandpey)

Un avenir de forte chaleur // A future of intense heat

Les études scientifiques se succèdent et arrivent toutes à la même conclusion: il va faire de plus en plus chaud. La dernière a été réalisée par une équipe internationale d’archéologues, d’écologistes et de climatologues. Publiée le 4 mai 2020 dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), elle nous prévient que si le réchauffement climatique se poursuit au rythme actuel, la chaleur qui affectera dans les prochaines décennies de ce siècle certaines parties du monde fera apparaître des conditions de vie « pratiquement invivables » pour près de 3 milliards de personnes.
Les auteurs de l’étude expliquent que d’ici 2070, une grande partie de la population mondiale vivra probablement dans des conditions climatiques «plus chaudes que les conditions jugées propices à l’épanouissement de la vie humaine». À moins que les émissions de gaz à effet de serre soient réduites, les températures moyennes dépasseront la «niche climatique» dans laquelle les humains ont vécu agréablement pendant 6 000 ans.
Cette «niche climatique» correspond à des températures annuelles moyennes d’environ 11 à 15 degrés Celsius. Les chercheurs ont découvert que la plupart du temps les populations ont vécu dans ces conditions climatiques depuis plusieurs milliers d’années. Ils montrent que si rien ne change, la position géographique de cette «niche» de température changera davantage au cours des 50 prochaines années qu’elle ne l’a fait au cours des 6 000 dernières années.
Le scénario présenté par la nouvelle étude pour les prochaines décennies suppose des concentrations atmosphériques élevées de gaz à effet de serre. La combustion de combustibles fossiles continuera à libérer des gaz tels que le dioxyde de carbone et le méthane dans l’atmosphère et les océans de la Terre
Selon la nouvelle étude, d’ici 2070, une partie substantielle de l’humanité sera exposée à des températures annuelles moyennes plus chaudes que presque partout aujourd’hui. Ces conditions climatiques extrêmement chaudes ne touchent actuellement que 0,8% de la surface de la Terre, principalement des régions chaudes comme le désert du Sahara. D’ici 2070, ces conditions extrêmes pourraient concerner 19% de la superficie de notre planète. Cela inclut de grandes parties de l’Afrique du Nord, du Moyen-Orient, du nord de l’Amérique du Sud, de l’Asie du Sud et de certaines parties de l’Australie.
Dans de vastes régions de la planète, les températures atteindraient des niveaux difficilement supportables et elles ne se refroidiraient plus. Cela aurait des effets directs dévastateurs, mais rendrait également les sociétés moins capables de faire face aux crises futures comme les nouvelles pandémies. La seule chose qui puisse empêcher que cela se produise est une réduction rapide des émissions de carbone.
Par leurs calculs, les chercheurs montrent que chaque degré de réchauffement au-dessus des niveaux actuels rejette environ un milliard de personnes en dehors de la niche climatique. Par conséquent, il est important d’insister dès maintenant sur la nécessité d’une réduction des émissions de gaz à effet de serre et de mettre en avant les conséquences humaines avant les intérêts monétaires.
Source: PNAS.

Dans la lignée de ce réchauffement extrême qui nous attend, il est bon de noter que la température a atteint 35,4°C le lundi 4 mai 2020 à Cambo-les-Bains (Pyrénées-Atlantiques). Météo-France indique que jamais cette barre n’avait été atteinte aussi tôt dans l’année en France. De plus, il n’a jamais fait aussi chaud à cette période de l’année sur une période de dix jours.

Le précédent record était détenu par Saint-Martin-de-Hinx (Landes) avec 35,1°C le 10 mai 2012, donc toujours pendant la dernière décennie.

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Scientific studies follow one another and all come to the same conclusion: the Earth’s climate will get hotter and warmer. The latest research was carried out by an international team of archaeologists, ecologists and climatologists. Published on May 4th, 2020 in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), it warns us that if global warming continues at the current rate, the heat that will be coming later this century in some parts of the world will bring « nearly unlivable » conditions for up to 3 billion people.

The authors predict that by 2070 much of the world’s population is likely to live in climate conditions that are « warmer than conditions deemed suitable for human life to flourish. » Unless greenhouse gas emissions are curtailed, average annual temperatures will rise beyond the climate « niche » in which humans have thrived for 6,000 years.

That « niche » is equivalent to average yearly temperatures of roughly 11 to 15 degrees Celsius. The researchers found that people have mostly lived in these climate conditions for several thousand years. They show that if nothing changes, the geographical position of this temperature niche will shift more over the coming 50 years than it has moved in the past 6,000 years.

The future scenario in the new study is one in which atmospheric concentrations of greenhouse gases are high. The burning of fossil fuels releases gases such as carbon dioxide and methane into Earth’s atmosphere and oceans.

According to the new study, by 2070 a substantial part of humanity will be exposed to average annual temperatures warmer than nearly anywhere today. These brutally hot climate conditions are currently experienced by just 0.8% of the global land surface, mostly in the hottest parts of the Sahara Desert, but by 2070 the conditions could spread to 19% of the Earth’s land area. This includes large portions of northern Africa, the Middle East, northern South America, South Asia, and parts of Australia.

Large areas of the planet would heat to barely survivable levels and they would not cool down again. Not only would this have devastating direct effects. It would also leave societies less able to cope with future crises like new pandemics. The only thing that can stop this happening is a rapid cut in carbon emissions.

The researchers’ computations show that each degree warming above present levels corresponds to roughly one billion people falling outside of the climate niche. As a consequence, it is important to express right now the benefits of curbing greenhouse gas emissions in something more human than just monetary terms.

Source: PNAS.

Photo : C. Grandpey

Malgré le confinement, les concentrations de CO2 ne cessent d’augmenter // Despite the lockdown, CO2 concentrations keep increasing

Comme je l’ai indiqué précédemment, si les émissions de CO2 (dioxyde de carbone) ont décliné pendant la période de confinement, les concentrations dans l’atmosphère n’ont pas été dans ce sens ; elles ont même augmenté et ont atteint un nouveau record le 2 mai 2020, avec 417,37 ppm (parties par million). C’est la concentration dans l’atmosphère enregistrée par l’observatoire du volcan Mauna Loa sur l’île d’Hawaii. Vous pourrez consulter les relevés sur le site web de la Scripps Institution of Oceanography et voir la Courbe de Keeling qui montre les variations de concentrations de CO2 depuis 1958.Vous constaterez que la quantité de ce gaz dans l’atmosphère augmente régulièrement  et que les mises en garde des scientifiques ne servent à rien.

Depuis la révolution industrielle, nous sommes passés de 280 ppm à  417 ppm au début du mois de mai. La baisse importante des émissions enregistrées ces dernières semaines n’a finalement eu quasiment aucun effet sur la concentration, autrement dit l’épaisseur totale de CO2 dans l’atmosphère. Cette épaisseur de CO2 autour de notre planète est un peu comme la couche d’isolation autour d’un bâtiment ; si on l’augmente, il fait plus chaud à l’intérieur. Si on cesse de l’augmenter, il ne fait pas moins chaud pour autant. Cela veut simplement dire que la température va arrêter d’être un peu plus élevée.

Aujourd’hui, nous émettons près de deux fois plus que ce que les systèmes naturels peuvent absorber. Si on regarde la Courbe de Keeling, on constate que la valeur de la concentration de CO2 a augmenté de près de 50% par rapport à l’ère préindustrielle (de 280 ppm à 417 ppm). Si on voulait retrouver le climat qui a longtemps été celui de référence pour l’agriculture et les écosystèmes, il faudrait retomber aux alentours de 350 ppm Cela permettrait de maintenir une hausse de température d’environ 1 degré Celsius au-dessus du niveau préindustriel. La seule solution pour retrouver une telle valeur est d’arrêter d’émettre de plus en plus de CO2 chaque année.

Au vu des derniers chiffres, les climatologues doutent fort de la capacité des états à atteindre les objectifs de l’Accord de Paris sur le climat.

Source : RTBF.

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As I put it earlier, while CO2 (carbon dioxide) emissions declined during the lockdown period, atmospheric concentrations increased and reached a new record on May 2nd, 2020, with 417.37 ppm (parts per million). This is the concentration in the atmosphere recorded by the Mauna Loa observatory on the island of Hawaii. You can see the readings on the website of the Scripps Institution of Oceanography, and observe the Keeling curve which shows the variations in CO2 concentrations since 1958. They are constantly inceasing and the scientists’ warning are useless.
Since the industrial revolution, CO2 concentrations have increased from 280 ppm to 417 ppm at the beginning of May 2020. The significant drop in emissions in recent weeks had almost no effect on the concentration, in other words the total thickness of CO2 in the atmosphere. This thickness of CO2 around our planet is a bit like the layer of insulation around a building; if you increase it, it’s warmer inside. If you stop increasing it, it’s not less hot. It just means that the temperature will stop being a little higher.
Today, we emit almost twice as much as natural systems can absorb. If we look at the Keeling Curve, we see that the value of the CO2 concentration has increased by almost 50% compared to the pre-industrial era (from 280 ppm to 417 ppm). If we wanted to return to the climate that has long been the reference for agriculture and ecosystems, we would have to fall back to around 350 ppm. This would allow a temperature increase of about 1 degree Celsius above the pre-industrial level. The only solution to retrieve such a value is to stop emitting more and more CO2 every year.
In light of the latest figures, climatologists have serious doubts about the ability of states to achieve the goals of the Paris Climate Agreement.
Source: RTBF.

Courbe de Keeling et concentration de CO2 le 5 mai 2020