Catégorie : Science

Stations météorologiques sur l’Everest // Weather stations on Mt Everest

Dans une note publiée le 28 décembre 2020, j’ai confirmé ce que j’écrivais dans des articles précédents : bien qu’étant la plus haute montagne du monde, l’Everest (8 848,86 m) subit les effets du changement climatique.
Pour en savoir plus sur l’Everest, une expédition a été organisée en 2019 par la National Geographic Society. Elle comprenait 34 scientifiques dont la mission était de collecter des données glaciologiques et météorologiques en installant les stations météorologiques à très haute altitude.
En mai 2022, une nouvelle expédition scientifique sous l’égide de la National Geographic Society, avec des climatologues et des sherpas, a installé avec succès la « station météorologique la plus haute du monde » à une altitude de 8 830 m sur l’Everest. Elle a été arrimée sur un replat battu par les vents, sur l’arête SE de la montagne. Détruite par les tempêtes, l’ancienne station du Balcon a cessé d’émettre le 20 janvier 2020, après avoir fourni pendant 7 mois des données très intéressantes.
La nouvelle station de surveillance météorologique automatique, alimentée par des panneaux solaires, est prévue pour mesurer la température de l’air, la vitesse et la direction du vent, la pression atmosphérique, le changement de la hauteur de la surface de la neige, ainsi que le rayonnement à ondes courtes et à ondes longues.
Cinq stations météorologiques automatiques avaient été installées lors de l’expédition d’avril/mai 2019 sur l’Everest. Ces stations avaient été installées dans la zone du Balcon (8 430 m), du Col Sud – South Col – (7 945 m), Camp II (6 464 m), Camp de base de l’Everest (5 315 m) et Phortse (3 810 m). Comme indiqué plus haut, détruite par les éléments, la station du Balcon a cessé de fonctionner quelques mois après son installation, tandis que la station du Col Sud n’a pas fourni de données espérées, victime d’une rafale à 240 km/h.
En 2022, l’équipe scientifique a installé la station météo à 8 830 m et a effectué la maintenance d’autres stations, dont celle de South Col. Il convient de noter que quelques membres de l’expédition, dont des climatologues, ont effectué l’ascension complète de l’Everest lors de l’installation de la station météo. .
Dans le même temps, une expédition chinoise a également installé une station de surveillance météorologique automatique à une altitude de plus de 8 800 mètres sur l’Everest sur le versant nord. Selon les médias chinois, la Chine compte huit stations installées à 5 200 mètres et à 8 800 mètres sur l’Everest; quatre d’entre elles dépassent 7 000 mètres à 7 028 mètres, 7 790 mètres, 8 300 mètres et 8 800 mètres.
Selon les Chinois, il est préférable d’installer une station météo à 8 800 mètres au lieu de 8 848 mètres car la neige et la glace au sommet ne conviennent pas pour arrimer du matériel. Pour cette raison, la station météo a été construite sur un socle rocheux à environ 8 800 mètres.
Les scientifiques américains analysent les données satellitaires pour s’assurer qu’une station météo automatique chinoise a bien été installée à 8 800 m. La confiance règne.. No comment !
Source : The Times of India, National Geographic.

On peut lire le récit de la dernière expédition sur l’Everest dans le numéro de septembre 2022 du National Geopraphic France.

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In a post published on December 28th, 2020, I confirmed what I wrote in previous posts : although being the highest mountain in the world, Mt Everest (8,848.86 m) undergoes the effects of climate change.

To learn more about Mt Everest, an expedition was set up in 2019 by the National Geographic Society. It included 34 scientists whose mission was to collect glaciological and meteorological data by installing the highest weather stations in the world.

In May 2022, a new scientific expedition from the National Geographic Society including climate scientists ansd sherpas successfully installed the « world’s highest weather station » at an altitude of 8,830m on Mt Everest.

The automatic weather monitoring station powered by solar panels is expected to measure the air temperature, wind speed and direction, air pressure, change in surface height of snow, as well as shortwave and long wave radiation.

Five automatic weather stations had been installed during the April/May expedition of 2019. Weather stations had been set up at the Balcony area (8,430 m), South Col (7,945 m), Camp II (6,464 m), Everest Base Camp (5,315 m), and Phortse (3,810 m). The Balcony station had collapsed a few months after its installation, whereas the South Col station has not provided data as expected.

The 2022 team installed the weather station at 8,830m and carried out maintenance on other stations, including a station at South Col. It should be noted that a few members of the expedition, including climate scientists, also scaled Mt Everest while installing the weather station.

Meanwhile, a Chinese expedition also installed an automatic meteorological monitoring station at an altitude of over 8,800 metres on Mt Everest from the northern side. According to Chinese media, China has eight stations set up from 5,200 metres to 8,800 metres on Mt Everest, with four stations exceeding 7,000 metres at 7,028 metres, 7,790 metres, 8,300 metres, and 8,800 metres.

According to the Chinese, the reason for installing a weather station at 8,800 metres instead of 8,848 metres is that the snow and ice on the summit are not suitable for fixing equipment. For this reason, the weather station was built on a bedrock around 8,800 metres.

American scientists are evaluating satellite data to ascertain whether the Chinese claim of an AWS at 8,800m is true… No comment!

Source: The Times of India, National Geographic.

Crédit photo: Wikipedia

Le lac de lave au sommet du Kilauea (Hawaii) // Kilauea’s summit lava lake (Hawaii)

L’éruption du Kilauea se poursuit. La lave continue d’être émise par une bouche dans la partie ouest du cratère de l’Halema’uma’u. Les émissions de SO2 restent importantes, à environ 1 900 tonnes par jour. La sismicité est élevée mais stable, avec peu de séismes et la présence du tremor volcanique.
L’éruption n’a pas fait la Une des journaux récemment, mais cela ne signifie pas que l’activité n’est pas intéressante. Elle se poursuit sans fluctuations importantes.
Le modèle d’activité qui a caractérisé le comportement du sommet du Kilauea pendant des siècles, se résume à un cycle d’effondrement et de remplissage. Le plancher de la caldeira s’effondre et/ou s’affaisse – souvent en raison d’une éruption sur la zone de rift – et les éruptions qui surviennent par la suite au sommet remplissent d’une nouvelle lave la dépression ainsi formée. Destruction et reconstruction se succèdent de manière répétitive.
De nombreux cycles d’effondrement et de remplissage du cratère sommital se sont produits au cours des années 1800 et au début des années 1900. Dans chaque cas, la lave a fini par revenir au sommet et a rempli une grande partie ou la totalité de la dépression.
L’effondrement du fond du cratère en 2018 a été l’un des plus grands événements de ce type au cours des 200 dernières années. Au cours des 18 derniers mois, la lave a fait sa réapparition dans le cratère de l’Halemaʻumaʻu et a lentement rempli la nouvelle dépression. Depuis son retour en décembre 2020, la lave a rempli environ 17% du volume de la dépression creusée par l’éruption de de 2018.
Ce qui est intéressant dans l’activité actuelle, c’est la manière dont la lave remplit le cratère. Dans le scénario le plus simple, on pourrait imaginer que la lave se déverse simplement dans l’Halema’ma’u et recouvre les coulées précédentes, pour finalement remplir le cratère. Si une partie du remplissage se fait de cette manière, une grande partie est «endogène». En d’autres termes, la lave émise par la bouche éruptive arrive sous la croûte de surface, de manière invisible, et elle soulève le fond du cratère. C’est un peu comme si on gonflait un matelas pneumatique géant
Cette évolution de l’éruption peut être suivie à l’aide d’outils modernes. Un télémètre laser mesure en continu la surface de la lave toutes les secondes, avec une précision centimétrique. Les webcams installées sur la lèvre de l’Halemaʻumaʻu montrent parfaitement comment se produit le soulèvement du fond du cratère. Le processus de croissance endogène est bien illustré par la webcam postée sur la lèvre est de l’Halemaʻumaʻu. Les images en accéléré fournies par cette webcam montrent que la partie centrale du fond du cratère est soulevée comme un piston, sans pratiquement se fracturer.
Le lac de lave actif qui occupe une partie relativement réduite du fond du cratère, se soulève progressivement avec le reste du fond du cratère. Le télémètre laser montre des fluctuations du niveau de la lave active dans le lac, qui vient se superposer à une tendance à la hausse progressive du fond du cratère sous l’effet de ce soulèvement lent.
De grandes fissures se sont développées autour de cette partie centrale du fond du cratère. Au-delà des fissures, le long des parois, le comportement de la lave est plus complexe. Cette région externe est souvent déformée par la croissance endogène en dessous.
Ce type de croissance endogène du fond du cratère a déjà été observé dans les années 1800 et au début des années 1900, mais on ne l’a pas vraiment observé au cours du dernier siècle sur le Kilauea.
On peut observer le comportement du sommet du Kilauea grâce aux webcams accessibles sur le site Web du HVO (www.usgs.gov/hvo).
Source : USGS, HVO

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The eruption of Kilauea continues. Lava keeps erupting from the western vent within Halemaʻumaʻu crater. SO2 emission rates remain elevated at about 1,900 tonnes per day. Seismicity is elevated but stable, with few earthquakes and ongoing volcanic tremor.

The eruption has not made the news recently, but that does not mean activity is not noteworthy. It is continuing with no significant fluctuations.

The pattern of activity has typified Kilauea’s summit behaviour for centuries, with a cycle of collapse and refilling. The caldera floor collapses and/or subsides – often due to an eruption on the rift zone – and subsequent summit eruptions fill the depression with new lava. Destruction and reconstruction follow each other in a retetitive way.

Numerous cycles of collapse and refilling occurred during the 1800s and early 1900s. In each instance, lava eventually returned to the summit and filled much or all of the depression.

The collapse of the crater floor in 2018 was one of the largest such events in the past 200 years. Over the past year and a half, lava has been erupting in Halemaʻumaʻu crater and slowly refilling the new depression. Since its return to Halemaʻumaʻu in December 2020, lava has refilled about 17% of the volume of the 2018 collapse.

What is also interesting about the current activity is the manner in which the lava is refilling the crater. In the simplest scenario, we might imagine the lava in Halemaʻumaʻu simply pouring in over earlier flows, stacking up and filling the crater. While a portion of the refilling is being done in this manner, a major amount of the refilling is “endogenous.” In other words, lava from the eruptive vent is supplied beneath the solidified surface crust, out of view, lifting the crater floor. It’sa bit like inflating a giant air mattress

This growth can be tracked using modern tools. A continuous laser rangefinder measures the lava surface every second, with centimeter precision. Webcams operating on the rim of Halemaʻumaʻu show the nature of uplift clearly. The process of endogenous growth is well illustrated with the webcam on the east rim of Halemaʻumaʻu. Timelapse images from this webcam show the central portion of the crater floor is being lifted like a piston, largely without fracturing.

The active lava lake which forms a relatively small portion of the crater floor, has essentially been lifted up gradually with the remainder of the crater floor. The laser rangefinder shows short-term fluctuations in the level of the active lava in the lake, superimposed on a gradual upward trend of the crater floor due to this slow uplift.

Around the perimeter of this central portion of the crater floor, a series of large cracks have developed. Beyond the cracks, along the margins of the crater floor, the behaviour is more complex. This outer region is often tilted and deformed from the endogenous growth below.

This type of endogenous growth was already observed in the 1800s and early 1900s. But it has not been observed so much in the past hundred years on Kilauea.

The behaviour of the Kilauea summit can be observed through the webcams on the HVO website (www.usgs.gov/hvo).

Source: USGS, HVO.

 

Cette photo est prise depuis la lèvre Ouest. On peut voir que la surface du lac est composée de grandes plaques crustales séparées par des zones d’accrétion incandescentes. On aperçoit aussi des projections de lave le long de la bordure Est. Le lac et le fond du cratère tout autour, formés de lave solidifiée, sont progressivement soulevés par l’apport endogène de lave sous la surface. (Crédit photo : USGS)

La vapeur d’eau de l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai // Water vapour from the Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai eruption

Lorsque le volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (archipel des Tonga) est entré en éruption le 15 janvier 2022, il a envoyé des ondes de choc dans l’atmosphère ainsi que des vagues de tsunami à travers notre planète. Des études ont montré que les effets de l’éruption ont également atteint l’espace, provoquant un événement météorologique spatial majeur.
Les scientifiques de la NASA nous apprennent aujourd’hui que le volcan a émis une quantité colossale de vapeur d’eau dans l’atmosphère, avec probablement des effets notables sur la température de la Terre.
Selon la NASA, l’éruption du 15 janvier a envoyé non seulement des cendres dans la stratosphère, mais aussi suffisamment de vapeur d’eau pour remplir 58 000 piscines olympiques. Les scientifiques expliquent que l’événement a battu « tous les records » d’injection de vapeur d’eau depuis que les satellites ont commencé à enregistrer ce type de données.
Le Microwave Limb Sounder à bord du satellite Aura de la NASA, qui mesure les gaz dans l’atmosphère, a découvert que l’explosion avait envoyé quelque 146 téragrammes d’eau dans la stratosphère, entre environ 13 et 53 kilomètres au-dessus de la surface de la planète. Un téragramme (Tg) équivaut à 10 12 grammes ou 10 9 kilogrammes. Cette énorme quantité de vapeur a augmenté la quantité totale d’eau dans la stratosphère d’environ 10 %. C’est près de quatre fois la quantité de vapeur d’eau entrée dans la stratosphère au moment de l’éruption du Pinatubo en 1991 aux Philippines. Les scientifiques expliquent que le panache, qui a éclipsé la puissance de la bombe atomique d’Hiroshima, pourrait affecter temporairement la température sur Terre.
Depuis que la NASA a commencé à effectuer des mesures il y a 18 ans, seules deux autres éruptions, celle du Kasatochi en Alaska en 2008 et du Calbuco en 2015 au Chili, ont envoyé des quantités importantes de vapeur d’eau à des altitudes aussi élevées. Dans les deux cas, les nuages de vapeur d’eau se sont rapidement dissipés; aucun de ces événements n’est comparable à l’énorme quantité d’eau libérée par l’éruption aux Tonga.
On sait que de puissantes éruptions volcaniques peuvent refroidir la température à la surface de la Terre car les cendres réfléchissent la lumière du soleil. L’éruption des Tonga marque un contraste saisissant, car la vapeur d’eau qu’elle a libérée est capable de piéger la chaleur. Selon les chercheurs, il pourrait s’agir de la première éruption volcanique à avoir un impact sur le climat, non pas par le refroidissement causé par les aérosols, mais par le réchauffement de la surface causé par la vapeur d’eau.
Les scientifiques ajoutent que cette vapeur d’eau pourrait rester dans la stratosphère pendant plusieurs années, aggravant au passage l’appauvrissement de la couche d’ozone et augmentant les températures de surface. L’eau pourrait même rester pendant des décennies, sans avoir toutefois d’effets permanents.
On pense que la caldeira du volcan sous-marin, une dépression d’environ 150 mètres de profondeur, est à l’origine de ce phénomène exceptionnel. Si la caldeira avait été moins profonde, l’eau de mer n’aurait pas été assez chaude pour expliquer une telle quantité de vapeur d’eau; si elle avait été plus profonde, la trop grande pression exercée par l’eau de mer aurait atténué le souffle de l’explosion.
Source : CBS News.

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When the Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai volcano (Tonga archipelago) erupted on January 15th, 2022, it sent atmospheric shock waves and tsunami waves around the world. Studies have shown that he effects of the eruption also reached space, causing a major space weather event.

NASA scientists now inform us that the volcano spewed an unprecedented amount of water vapour into the atmosphere, and this will likely have noticeable effects on Earth’s temperatures.

The January 15th eruption sent not only ash into the stratosphere, but also enough water vapor to fill 58,000 Olympic-sized swimming pools, according to NASA. Scientists explain it broke « all records » for the injection of water vapour since satellites began recording such data.

The Microwave Limb Sounder instrument on NASA’s Aura satellite, which measures atmospheric gases, found the blast delivered roughly 146 teragrams of water to the stratosphere, between about 13 and 53 kilometers above the planet’s surface. One teragram equals a trillion grams, and that extreme quantity increased the total amount of water in the stratosphere by about 10% . This is nearly four times the amount of water vapour estimated to enter the stratosphere from the 1991 Mount Pinatubo eruption in the Philippines. Scientists say that the unprecedented plume, which dwarfed the power of the Hiroshima atomic bomb, could temporarily affect Earth’s global average temperature.

Since NASA began taking measurements 18 years ago, only two other eruptions, the 2008 Kasatochi eruption in Alaska and the 2015 Calbuco eruption in Chile, sent substantial amounts of water vapour to such high altitudes. Both dissipated quickly; neither of those events compare to the huge amount of water released by the Tonga event.

Powerful volcanic eruptions usually cool surface temperatures on Earth because the resulting ash reflects sunlight. However, the Tonga eruption marks a stark contrast, because the water vapour it released can trap heat. According to the researchers, it may be the first volcanic eruption observed to impact climate not through surface cooling caused by volcanic sulfate aerosols, but rather through surface warming.

Experts say this water vapour could remain in the stratosphere for several years, potentially temporarily worsening the depletion of the ozone layer and increasing surface temperatures. The water could even remain for decades, but it should not have permanent effects.

Experts point to the underwater volcano’s caldera, a basin-shaped depression that is about 150 meters deep, as the reason for the record-breaking eruption. If the caldera was shallower, the seawater would not have been hot enough to account for the water vapour measurements, and if it was any deeper, intense pressures could have muted the blast.

Source: CBS News.

Image satellite de l’énorme panache généré par l’éruption du 15 janvier 2022 (Source: NASA)

Le dégel du permafrost de roche et ses conséquences dans les Alpes (2ème partie : les conséquences)

L’article de la Revue de Géographie Alpine (https://journals.openedition.org/rga/2806) indique que la stabilité des parois rocheuses de haute montagne se dégrade fortement depuis deux décennies.

En marge du fonctionnement «normal» de la haute montagne, on observe depuis plusieurs années dans les Alpes des phénomènes dont l’intensité ou la nature est inhabituelle : écroulements rocheux de grande ampleur, déstabilisation voire rupture de glaciers rocheux. Si le manque d’observations anciennes ne permet pas d’affirmer avec certitude qu’il s’agit bien de phénomènes nouveaux, des études de cas détaillées les relient sans équivoque au réchauffement climatique et en particulier à ses épisodes chauds. La plupart de ces phénomènes peuvent constituer un aléa pour les populations, leurs habitations, les infrastructures et les pratiques sportives sur les versants de la haute montagne.

Trois écroulements de grande ampleur se sont produits dans la région du massif du Mont Blanc au cours des deux dernières décennies, pour lesquels la dégradation du permafrost a été évoquée comme facteur probable de déclenchement. La niche d’arrachement de l’écroulement de la Brenva en janvier 1997, située entre 3400 et 3700 m d’altitude en exposition SE, est probablement caractérisée par un permafrost tempéré. Une possible advection de chaleur par circulation d’eau en profondeur le long des fractures a pu y permettre la dégradation localisée du permafrost. Il en est vraisemblablement de même pour l’écroulement du Crammont en décembre 2008, qui s’est détaché d’une paroi exposée nord entre 2400 et 2650 m d’altitude également en contexte de permafrost tempéré, et pour celui du Pilier Bonatti en juin 2005, qui culminait à 3660 m d’altitude dans la face ouest des Drus.

De nombreux glaciers rocheux alpins ont récemment commencé à présenter des modalités de déplacement inhabituelles. Le détachement du glacier rocheux du Bérard dans les Alpes françaises reste à ce jour un des deux seuls cas connus au monde. Les premiers signes de cette déstabilisation remontent au moins à 2004, suivis par deux phases majeures au cours de l’été 2006. Outre le rôle de la topographie, les causes évoquées pour ce phénomène sont l’augmentation de la température de l’air des années 1990, les vagues de chaleur des étés 2003 et 2006, et les conditions hydro-nivo-météorologiques des semaines qui ont précédé le détachement.

En Vanoise, des données satellitaires ont récemment permis de détecter le glacier rocheux déstabilisé de Pierre Brune, dont la morphologie présente des signes manifestes de fortes déformations. Une reconstitution partielle du phénomène indique que les premières fractures sont apparues entre 1952 et 1970, suivies par une accélération de la déstabilisation entre 1990 et 2001.

L’un des principaux effets de la perte de glace due à la dégradation du permafrost est le développement de phénomènes «cryokarstiques», c’est à dire des affaissements superficiels par perte de volumes en profondeur. Plusieurs thermokarsts naturels ont été observés en France ces dernières années. Le cas le plus spectaculaire est le Lac du Plan de Chauvet, en Haute Ubaye, qui se forme puis se vide à travers la glace en provoquant des crues torrentielles. Six vidanges ont eu lieu depuis 1930, les plus récentes en 1997 et 2008. Tous les cas de thermokarst identifiés à ce jour se développent dans des secteurs avec une présence probable du permafrost, dont plusieurs sont des marges proglaciaires contenant de la glace morte héritée du Petit Age Glaciaire. Il s’agirait donc à proprement parler de formes de dégradation glaciaires, mais qui affectent des corps de glace qui n’ont pu se maintenir que grâce à des conditions de permafrost.

Dans sa conclusion, l’article explique que si la prévision des grands écroulements reste presque impossible, l’identification de sites potentiellement dangereux du fait d’autres phénomènes est possible. A la demande des services tels que l’ONF qui ont en charge la gestion des risques naturels en montagne, un inventaire exhaustif des glaciers rocheux a ainsi été entrepris dans les départements alpins français à partir de l’interprétation de photographies aériennes et d’observations de terrain. L’objectif de cet inventaire est de repérer tous les glaciers rocheux susceptibles de présenter un danger et tous les lacs en contact avec des glaciers rocheux. Une évaluation de l’aléa conduit ensuite à l’établissement d’une liste de sites à surveiller.

Par ailleurs, un travail de recensement de près de 1800 infrastructures (refuges, remontées mécaniques, dispositifs paravalanches, etc.) présentes en contexte de permafrost et/ou de retrait glaciaire dans les Alpes françaises vient d’être réalisé, dont 55 % présenteraient un risque de déstabilisation. Des dommages ont d’ores et déjà été observés sur nombre d’entre elles, avec des conséquences socio-économiques parfois lourdes (fermeture et chômage techniques,, etc.).

Photo: C. Grandpey