Catégorie : Science

Les températures en 2018 // Temperatures in 2018

Le « shutdown » qui paralyse les administrations américaines va forcément avoir un impact sur la diffusion des bilans de températures pour l’année 2018. Tout comme la Smithsonian Institution pour les informations volcaniques, la NASA et la NOAA sont impactées et on ne sait toujours pas quand aura lieu le retour à la normale. .

En attendant, le National Center for Atmospheric Prediction (NCEP) et le National Center for Atmospheric Research (NCAR) confirment la rumeur qui circulait, à savoir que 2018 a été  la quatrième année la plus chaude. Les deux agences donnent des résultants très proches, avec +0,40°C et +0,43°C au-dessus de la moyenne 1981-2010. L‘année 2018 n’a pas été tirée vers le haut par El Niño, ce qui explique qu’elle n’ait pas battu le record de 2016. L’Europe a connu sa 3ème année la plus chaude. Comme je l’indiquais précédemment, 2018 arrive en tête en France.

La NASA, la NOAA, le Berkeley Earth et le Met Office, qui utilisent les relevés au sol et les températures de surface de la mer devraient pointer 2018 à la 4ème place également, comme vient de le faire la JMA au Japon.  Le NCEP et le NCAR sont également touchés par le shutdown américain et ne publient plus rien depuis le 23 décembre 2018. En conséquence, le bilan présenté ici concerne la période qui va du 1er janvier au 23 décembre 2018. La fin d’année n’aurait évidemment rien changé au classement final puisque 2018 devance 2005 de 0,05°C, ce qui ne se perd par en une semaine. On notera que ces 4 dernières années sont les plus chaudes de l’archive NCEP-NCAR, qui remonte à 1948.

Sur la période 1948-2018, le rythme du réchauffement est de 0,13°C par décennie, d’après le couple NCEP-NCAR. Sur les 30 dernières années, le rythme est passé à 0,23°C par décennie. Depuis 2008, la tendance est de 0,34°C par décennie.

Le European Center for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF), centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme, n’a pas été impacté par le shutdown et a publié un bilan complet. Le Centre place 2018 au 4ème rang, quasiment à la 3ème place, donc au niveau de 2015, mais derrière 2016, 2017.

Pour comparer les températures mondiales récentes au niveau préindustriel tel que défini dans le rapport spécial du GIEC sur le «Réchauffement de la planète de 1,5°C», il convient d’ajouter 0,63°C à ces valeurs. Ce qui donnerait +1,03°C pour NCEP-NCAR en 2018 et 1,06°C pour ECMWF.

En observant les données fournies par les différents centres météorologiques à travers le monde, il apparaît assez clairement que l’est du Pacifique n’a pas connu des anomalies positives propices à une température globale élevée. Avec des conditions La Niña en début d’année, 2018 aurait probablement été plutôt froide sans la forte concentration de CO2 qui avoisine désormais les 410 ppm (409,43 ppm le 11 janvier 2019), contre 280 ppm pour la période préindustrielle et 180 ppm pour les périodes glaciaires.

Pour l’Europe également, les quatre dernières années sont parmi les plus chaudes des archives ECMWF. 2018 se classe au 3e rang avec 1,16°C au-dessus de la moyenne 1981-2010. Des records de chaleur ont été battus dans de nombreux pays comme la France où 2018 a été l’année la plus chaude de l’histoire.

D’après les dernières prévisions du Met Office publiées fin décembre, la température mondiale devrait rester à un niveau élevé en 2019 et approcher le record de 2016 en raison du changement climatique et de l’effet du phénomène El Niño dans le Pacifique. Celui-ci étant prévu avec une faible intensité, le coup d’accélérateur lié à la variabilité naturelle serait nettement moins important qu’en 2016. L’arrivée d’El Niño est jugée très probable cet hiver même s’il tarde à se manifester.

Source : global-climat.

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The shutdown that paralyzes US administrations will inevitably have an impact on the release of temperature reports for the year 2018. Like the Smithsonian Institution for volcanic information, NASA and NOAA are impacted and we still do not know when the situation will get back to normal. .
Meanwhile, the National Center for Atmospheric Prediction (NCEP) and the National Center for Atmospheric Research (NCAR) confirm the rumour that 2018 was the fourth hottest year ever. The two agencies give very similar results, with + 0.40°C and + 0.43°C above the 1981-2010 average. The year 2018 was not influenced by El Niño, which explains why it did not break the 2016 record. Europe had its third hottest year. As I put it previously, 2018 comes first in France.
NASA, NOAA, Berkeley Earth and the Met Office, using ground surveys and sea surface temperatures, are expected to point to 2018 in 4th place as well, just like JMA has done in Japan. NCEP and NCAR are also affected by the US shutdown and have not published anything since December 23rd, 2018. Accordingly, the results presented here relate to the period from January 1st to December 23rd, 2018. The end of year would obviously not have changed anything in the final ranking since 2018 is ahead of 2005 by 0.05°C, which can’t be lost in a week. It should be noted that these last 4 years are the hottest of the NCEP-NCAR archive, which dates back to 1948.
Over the period 1948-2018, the rate of warming is 0.13°C per decade, according to NCEP-NCAR. Over the past 30 years, the pace has increased to 0.23°C per decade. Since 2008, the trend has been 0.34°C per decade.
The European Center for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF) has not been impacted by the shutdown and has published a comprehensive review. The Center places 2018 in 4th place, almost in 3rd place at the level of 2015, but behind 2016 and 2017.
To compare recent global temperatures with the pre-industrial level as defined in the IPCC Special Report on « Global Warming of 1.5°C », 0.63°C should be added to these values. This would give an increase of 1.03°C for NCEP-NCAR in 2018 and 1.06°C for ECMWF.
When observing the data provided by the different meteorological agencies around the world, it is quite clear that the eastern Pacific has not experienced any positive anomalies that would lead to a high global temperature. With La Niña conditions at the beginning of the year, 2018 would probably have been rather cold without the high concentration of CO2 now approaching 410 ppm (409.43 ppm on January 11th, 2019), compared with 280 ppm for the pre-industrial period and 180 ppm for the ice ages.
For Europe too, the last four years are among the hottest of the ECMWF archives. 2018 ranks 3rd, with 1.16°C above the 1981-2010 average. Heat records have been broken in many countries such as France where 2018 was the hottest year in history.
According to the latest Met Office forecasts released in late December, global temperature is expected to remain high in 2019 and approach the 2016 record due to climate change and the effect of the El Niño phenomenon in the Pacific. As El Niño is planned with a weak intensity, the acceleration linked to the natural variability should be much less significant than in 2016. The arrival of El Niño is considered very likely this winter even if it is taking quite a long time to appear.
Source: global-climat.

Carte montrant les anomalies pour l’année 2018 (Source: Copernicus / ECMWF)

Evolution des températures annuelles dans le monde (Source : NCEP-NCAR)

Les bactéries de l’Erebus (Antarctique) // The bacteria of Mt Erebus (Antarctica)

Jusqu’à présent, les études conduites sur l’Erebus (Antarctique) se concentraient principalement sur le lac de lave qui mijote dans les profondeurs du cratère, bien que l’équipe Tazieff avec François Le Guern et de François-Xavier Faivre-Pierret dans les années 1970 ait déjà travaillé sur les gaz qui s’échappent des flancs. du volcan.
De nouvelles études sur les caractéristiques géothermales du volcan pourraient permettre de comprendre la vie sur d’autres planètes. Les scientifiques pensent qu’elles pourraient même changer notre compréhension de la vie su Terre.
Dans une étude précédente, un microbiologiste néo-zélandais et ses collègues de l’Université de Waikato expliquent qu’ils ont creusé jusqu’à 12 centimètres de profondeur dans le sol du volcan et ont découvert une variété remarquable de bactéries vivant juste sous la surface. Ces bactéries sont très proches d’autres organismes de ce type vivant dans des systèmes géothermaux ailleurs dans le monde,. Cela donne à penser que ces êtres microscopiques ont été continuellement dispersés autour de la planète au niveau de l’atmosphère. Si tel est le cas, ils se peut qu’ils proviennent d’un volcan gigantesque qui est entré en éruption dans le passé, ce qui leur a permis de se déplacer à travers le monde et d’atteindre d’autres sites géothermaux. Plus intéressant encore, les chercheurs ont également découvert des bactéries non seulement endémiques à Erebus, mais encore plus anciennes que celles qui y vivent aujourd’hui. Au fur et à mesure que les chercheurs se sont enfoncés dans le sol, ils ont découvert non seulement de nouvelles bactéries, mais aussi des bactéries qui s’adaptent à la géochimie et aux gaz de l’Erebus.
On sait depuis plus d’un siècle qu’il existe des bactéries capables de vivre et de se développer grâce à l’énergie liée à certains éléments chimiques communs aux systèmes géothermaux lorsque leur nourriture habituelle à base de carbone est limitée. Ce qui est nouveau sur l’Erebus, c’est que ces éléments chimiques sont rares mais les bactéries parviennent tout de même à se développer dans un environnement pauvre en carbone.
Dans le cadre d’un nouveau programme de trois ans, une équipe néo-zélandaise dirigée par des chercheurs de l’Université de Canterbury retournera sur l’Erebus pour approfondir ces recherches. Les chercheurs prévoient d’effectuer des forages directement dans le volcan et d’utiliser de nouvelles approches pour étudier les bactéries, avant d’utiliser d’autres méthodes génomiques pour déterminer leur mode de vie et leur survie.
L’équipe espère découvrir de nouveaux mécanismes biologiques de la vie encore jamais observés, mais qui restent possibles. Il existe sur l’Erebus un système en situation d’isolement doté d’une géochimie inédite capable de donner naissance à des mécanismes tout à fait inhabituels qui peuvent héberger de la vie. Cette approche est susceptible d’aider la recherche de vie sur d’autres planètes.
Source: New Zealand Herald.

Je conseille la lecture du livre Erebus, volcan antarctique écrit par Haroun Tazieff et paru aux Editions Actes Sud.

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Up to now, studies of Mt Erebus in Antarctica had mostly been concentrated on the lava lake deep inside the crater although the Tazieff team with François Le Guern and François-Xavier Faivre-Pierret in the 1970s already worked on the gases coming out of the flanks of the volcano.

The new studies that have focused on the geothermal features on the volcano could be a key to understanding life on other planets. Scientists believe they may even have the potential to change how we understand life itself.

In a previous study, a New Zealand microbiologist and his colleagues of Waikato University had dug just 12 centimetres into the soil on the mountain to find a remarkable variety of bacteria living just below the surface. They were very closely related with other such organisms living in geothermal systems elsewhere in the world, a finding that suggested these microscopic beings were being continually dispersed around the planet through the atmosphere. If this was the case, they could have originated from a massive volcano going off sometime in the past and moving them around the world and into other geothermal sites. More interestingly, the researchers also discovered bacteria that are not only appear endemic to Erebus but ancient when compared to those living today. As they went deeper and deeper into the soil, they not only found novel bacteria, but possibly bacteria that are adapting to the novel geochemistry, or gases, at Mt Erebus.

It has been known for over a hundred years that there are bacteria that can live and grow on energy bound up in certain chemicals common to geothermal systems when normal carbon-based food is limited. What is new on Erebus is that these chemicals are not abundant and yet bacteria are found thriving in this carbon limited environment.

In a new three-year programme a New Zealand team led by researchers of the University of Canterbury will return to Erebus to investigate further. The researchers plan to drill directly into the volcano and use some new exciting approaches to grow the bacteria, before using a range of genomic methods to work out how they function and survive.

The team hope to uncover new biological mechanisms for life that have never been seen, yet remained theoretically feasible. At Mt Erebus, there is an isolated system with novel geochemistry that can drive completely unusual mechanisms to support life. This would be appropriate for looking for life on other planets.

Source : New Zealand Herald.

Vue du sommet de l’Erebus (Crédit photo: Wikipedia)

Cristal d’anorthoclase et échantillon du lac de lave de l’Erebus prélevés par l’équipe Tazieff (Collection personnelle)

La glace de mer antarctique au plus bas // Antarctic sea ice at its lowest

Dans un article publié le 3 janvier 2019, le National Snow and Ice Data Center (NSIDC), centre national de données sur la neige et la glace, nous informe que le 1er janvier 2019 la glace de mer en Antarctique couvrait une superficie de 5,47 millions de kilomètres carrés, la plus faible étendue enregistrée à ce jour en 40 années de données satellitaires. Cette superficie est inférieure de 30 000 kilomètres carrés au précédent record établi le 1er janvier 2017, et inférieure de 1,88 million de kilomètres carrés à la moyenne de 1981 à 2010. La surface de glace de mer a diminué de 253 000 km2 par jour en décembre, bien plus rapidement que la moyenne de 214 000 km2 pour les mois de décembre de 1981 à 2010. La vitesse de perte de glace en Antarctique pour décembre 2018 est la plus rapide depuis que les données satellitaires existent.
Le 26 décembre 2018, l’étendue de glace de mer en Antarctique est tombée en dessous du niveau le plus bas établi en 2016 pour cette date, et a continué de se situer en dessous de toutes les autres années. Ce changement de comportement de la banquise, qui a débuté au printemps austral de 2016, contredit les affirmations précédentes selon lesquelles la glace de mer antarctique connaissait une expansion lente, bien que très variable. La fonte rapide de la glace en décembre 2018 et début janvier 2019 a mis à l’air libre de vastes zones de l’Océan Austral qui sont généralement recouvertes de glace à cette époque de l’année. Au début du mois de décembre 2018, une importante bande de glace encerclait la majeure partie du continent antarctique, même si des zones d’eaux libres avaient commencé à apparaître le long de la côte près de la Barrière d’Amery et dans la banquise à l’est de la Mer de Weddell. Bien qu’elles fussent couvertes de glace au début du mois de décembre, les concentrations étaient assez faibles dans l’est de la Mer de Weddell, l’est de la Mer de Ross et la région nord (de part et d’autre) de la Barrière d’Amery. La glace a totalement disparu de ces zones depuis cette époque. De nombreuses autres zones à faible concentration de glace demeurent, notamment dans le nord-est de la Mer de Weddell et le nord de la Mer de Ross. On s’attend à ce que la glace disparaisse rapidement dans ces secteurs.
Il reste six à huit semaines avant que se termine la saison de fonte de la glace en Antarctique et il est impossible de dire si de nouveaux records de perte de glace seront battus. Bien qu’il soit trop tôt pour déterminer les causes du déclin rapide de la glace en décembre et des records enregistrés récemment, il est probable que des conditions atmosphériques inhabituelles et la température de surface de la mer anormalement élevée – facteurs qui ont expliqué les records précédents de 2016 et 2017 – soient responsables de cette situation. Malheureusement, la source habituelle de données atmosphériques dont dispose habituellement le NSIDC n’est pas accessible en ce moment en raison du « shutdown » qui paralyse les administrations américaines. .
Source: NSIDC.

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In an article released on January 3rd, 2019, the National Snow and Ice Data Center (NSIDC) informs us that on January 1st; 2019, Antarctic sea ice extent stood at 5.47 million square kilometres, the lowest extent on this date in the 40-year satellite record. This value is 30,000 square kilometres below the previous record low for January 1st, set in 2017, and 1.88 million square kilometres below the 1981 to 2010 average. Sea ice extent declined at a rate of 253,000 square kilometres per day through December, considerably faster than the 1981 to 2010 mean for December of 214,000 square kilometres per day. Indeed, the rate of Antarctic ice extent loss for December 2018 is the fastest in the satellite record.

On December 26th, 2018, Antarctic sea ice extent fell below the low mark for this date, set in 2016, and has continued to track below all other years. This change in behaviour, which began during the austral spring of 2016, contradicts prior characterizations of Antarctic sea ice cover as slowly expanding, yet highly variable.

The rapid ice loss through December 2018 and into early January 2019 has exposed large areas of the Southern Ocean that are typically ice-covered at this time of year. At the beginning of December 2018, a substantial band of ice ringed most of the Antarctic continent, although regions of open water had begun to appear along portions of the coast near the Amery Ice Shelf and within the ice pack to the east of the Weddell Sea. Despite being ice-covered at the beginning of the month, concentrations were quite low in the eastern Weddell, eastern Ross Sea, and the region north (and to either side) of the Amery. These areas have since melted out completely. Many other areas of low concentration ice remain, particularly in the northeastern Weddell Sea and the northern Ross Sea. These areas are expected to melt out soon.

Six to eight weeks remain in the Antarctic melt season. Whether the record low daily extents now being seen will persist and lead to a record seasonal minimum cannot be predicted.

Although it is too soon to isolate what caused the rapid December decline and recent record low extents, it is likely that unusual atmospheric conditions and high sea surface temperatures—important factors in the 2016 and 2017 record lows—are playing a role. Unfortunately, as the usual source of atmospheric data is not accessible due to the US government shutdown.

Source: NSIDC.

Etendue de la glace de mer antarctique le 1er janvier 2019 (Source : NSIDC)

Graphique montrant la perte de glace en Antarctique (Source : NSIDC)

Fonte du permafrost et son effet sur le budget carbone // Permafrost melting and its effect on the carbon budget

Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience  a évalué l’impact de la fonte du permafrost sur les budgets d’émission de CO2 alors que le monde semble se rapprocher plus vite que prévu du dépassement des objectifs de l’Accord de Paris sur le climat.

Le pergélisol, ou permafrost, occupe une grande partie du Groenland, de l’Alaska, du Canada et de la Russie. Au total, il couvre un cinquième des terres émergées de la planète. Le permafrost contient du carbone qui s’est accumulé dans le sol pendant des dizaines, voire des centaines de milliers d’années. Jusqu’à présent, le sol gelé en permanence avait retenu ce carbone qui représente trois à sept fois la quantité de carbone retenue dans les forêts tropicales. Le problème à l’heure actuelle, c’est que la couche supérieure du pergélisol dégèle périodiquement en été, avec une accélération du phénomène liée à l’augmentation des températures.

La dernière étude montre comment le réchauffement climatique, en favorisant le dégagement de carbone du pergélisol, diminue  la quantité de CO2 que l’humanité peut se permettre d’émettre. Bien que le rapport le plus récent du GIEC ait reconnu que le pergélisol se réchauffait, les modèles climatiques n’ont pas pris en compte ces émissions lors des projections climatiques.

L’intérêt de la nouvelle étude est d’affirmer que le risque sera encore plus important si les objectifs d’émissions sont dépassés, même ponctuellement. L’Accord de Paris reconnaît explicitement une trajectoire de dépassement, culminant d’abord sous les 2°C, et avec des efforts par la suite pour revenir à 1,5°C. Le problème avec cette stratégie, c’est que, pendant la période de dépassement, la hausse des températures provoquera un dégel du pergélisol. Cela entraînera la libération d’un surplus de carbone qui devra être éliminé de l’atmosphère pour que la température mondiale diminue.

Les budgets d’émission sont définis comme la quantité cumulée d’émissions anthropiques de CO2 compatibles avec une cible de changement de température globale, en l’occurrence 1,5 et 2°C. Inclure les émissions du dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) sur les budgets d’émission par dégel du pergélisol change la donne.

Il est difficile pour les scientifiques de déterminer les proportions relatives des émissions de dioxyde de carbone et de méthane qui pourraient résulter du dégel du pergélisol à grande échelle. La contribution spécifique des émissions de CH4 représente 5 à 35% de l’effet total du pergélisol en fonction de la température cible et du parcours pour atteindre l’objectif. Dans les scénarios de dépassement, le CH4 joue un rôle moins important, car la cible est atteinte plus tard et le CH4 est un gaz à effet de serre à durée de vie relativement courte.

Le rythme actuel d’émissions est de 10 GtC par an ou 40 GtC02. Une libération de 150 GtCO2 due au permafrost reviendrait à réduire le budget de 4 années. Le pergélisol dégèle déjà à certains endroits et si le problème se propage, les scientifiques craignent que le réchauffement climatique ne s’emballe, davantage de dégel favorisant encore plus de hausse des températures…

Il y a aussi de grandes incertitudes quand à l’effet à long terme du permafrost, c’est à dire pour les siècles à venir. Au final, le réchauffement de la planète dû au dégel du pergélisol dépendra de la quantité de carbone libérée, de sa rapidité et de sa forme sous forme de CO2 ou de méthane. L’impact pourrait être beaucoup plus important après 2100 en fonction des scénarios d’émissions.

Source : Nature Geoscience.

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A new study published in Nature Geoscience has assessed the impact of permafrost melting on CO2 emission budgets. The world seems to be moving faster than expected to exceed the objectives of the Paris Agreement on Climate Change.
Permafrost covers a large part of Greenland, Alaska, Canada and Russia. In total, it spreads over one-fifth of the earth’s land surface. The permafrost contains carbon that has accumulated in the soil for tens or even hundreds of thousands of years. So far, the permanently frozen ground has avoided the release of this carbon which is three to seven times the amount of carbon retained in tropical forests. The problem at present is that the upper permafrost layer thaws periodically in summer, with an acceleration of the phenomenon related to the increase in temperatures.
The latest study shows how global warming, by promoting the release of carbon from the permafrost, reduces the amount of CO2 that humans can afford to emit. Although the most recent IPCC report acknowledged that permafrost was melting, its climate models did not take these emissions into account in climate projections.
The interest of the new study is to show that the risk will be even greater if the emission targets are exceeded, even punctually. The Paris Agreement explicitly admitted an excess path, culminating first below 2°C and then continuing efforts to return to 1.5°C. The problem with this strategy is that, during the exceedance period, rising temperatures will cause the thawing of permafrost carbon. This will result in the release of a surplus of carbon that will have to be removed from the atmosphere in order to reduce the global temperature.
Emission budgets are defined as the cumulative amount of anthropogenic CO2 emissions that are compatible with an overall temperature change target of 1.5 and 2°C. Including emissions of carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) caused by the thawing of permafrost in emission budgets is a game changer.
It is difficult for scientists to determine the relative proportions of carbon dioxide and methane emissions that could result from large-scale permafrost thaw. The specific contribution of CH4 emissions accounts for 5 to 35% of the total effect of permafrost depending on the target temperature and route to achieve the goal. In exceedance scenarios, CH4 plays a less important role because the target is reached later and CH4 is a relatively short-lived greenhouse gas.
The current rate of emissions is 10 GtC per year, or 40 GtCO2. A release of 150 GtCO2 due to permafrost would reduce the budget by 4 years. Permafrost is already thawing in some places and if the problem is spreading, scientists are worried that global warming will get worse, with more thaw to further increase temperatures …
There is also a great uncertainty about the long-term effect of permafrost, ie for centuries to come. This is because in the end, global warming due to permafrost thaw will depend on the amount of carbon released, its speed and its form in the form of CO2 or methane. The impact could be much larger after 2100 depending on the emissions scenarios.
Source: Nature Geoscience.

Carte montrant l’étendue du permafrost dans l’Arctique

(Source: National Snow and Ice data Center)

 

J’ai attiré l’attention sur les conséquences de la fonte du permafrost dans un chapitre de mon dernier livre « Glaciers en péril » que l’on peut se procurer en me contactant directement par mail: grandpeyc@club-internet.fr