Catégorie : tonga

La dernière trouvaille des climato-sceptiques // The latest find from climate skeptics

Ces dernières semaines, certains scientifiques ont déclaré que les vagues de chaleur actuelles observées dans le monde pourraient avoir été causées par la puissante éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai dans l’archipel des Tonga en janvier 2022. La communauté scientifique a vite réagi et remis les choses au point : le réchauffement climatique est bien la principale cause des températures extrêmes enregistrées cette année ; ce n’est pas l’éruption du volcan sous-marin l’an dernier.
Bien que l’éruption volcanique puisse être un facteur aggravant, les scientifiques expliquent qu’elle n’a pas l’impact que lui attribuent les climato-sceptiques qui minimisent en permanence le rôle du réchauffement climatique. Ces mêmes scientifiques insistent sur le fait que l’éruption ne doit pas être utilisée pour réduire l’impact du réchauffement climatique sur les vagues de chaleur de cette année. Leur article, publié dans la revue scientifique Nature Climate Change, précise que l’éruption peut contribuer au dépassement des 1,5 °C de réchauffement décidé par le groupe d’experts sur le climat lors de l’Accord de Paris. Elle peut provoquer un réchauffement d’environ 0,04 ou 0,05 °C, ce qui est minime.
Le réchauffement climatique et El Niño sont actuellement les principaux vecteurs de la chaleur extrême dans le monde. Les scientifiques rappellent que la cause la plus importante du réchauffement climatique est l’activité humaine, la deuxième étant probablement l’événement El Niño qui s’est installé au cours de l’an passé. Même si l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai joue un rôle, elle ne doit pas être utilisée pour minimiser celui du réchauffement climatique causé par l’activité humaine.
La combustion de combustibles fossiles reste le principal moteur du réchauffement climatique, bien que d’autres activités humaines telles que l’agriculture soient également des contributeurs majeurs. Le rapport de l’ONU a expliqué que chaque demi-degré Celsius de réchauffement planétaire entraînera des augmentations « clairement perceptibles » de l’intensité et de la fréquence des événements extrêmes comme les vagues de chaleur, les fortes précipitations et les sécheresses agricoles et écologiques.
Source : Yahoo Actualités.

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In recent weeks, some scientists said that the current heat waves around the world might have been caused by the massive eruption of Hunga-Tonga-Hunga Ha’apai in the Tonga archipelago in January 2022. However, the scientific community reacted and said that global warming was the major driver of this year’s extreme temperatures, not last year’s eruption of the underwater volcano.

While the eruption of the volcano may be an aggravating factor, the scientists say it is not having the impact attributed to it by conservative commentators who have downplayed the role of global warming. They insist that the eruption should not be used to undercut the influence of global warming on this year’s heat waves. Their paper, published in the scientific journal Nature Climate Change, said the eruption probably increases the likelihood of temporarily exceeding 1.5°C of warming decided by the UN’s climate panel during the Paris Agreement. It could cause warming of about 0.04 or 0.05°C, which is a really small amount.

Climate change and El Niño are currently the main drivers of the extreme heat around the world. The scientists recall that the most important driver of global warming is human activity, the second most important probably is the El Niño event that has been building over the last year. Even if the eruption is playing a role, it should not be used to undercut the role of global warming..The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) determined in 2021 based on the body of available evidence that global warming was “unequivocally” caused by human activity.

Burning fossil fuels is the main driver of global warming, though other human activities such as agriculture are also major contributors to the problem. The UN report warned that each half degree Celsius of planetary warming would cause “clearly discernible” increases in intensity and frequency of hot extremes like heat waves, heavy precipitation and agricultural and ecological droughts.

Source : Yahoo News.

Le panache éruptif du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (Source: NASA)

L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : un record d’éclairs // A record of lightning strikes

L’éruption du volcan sous-marin Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en 2022 appartient au monde des superlatifs et des records. Elle a généré la plus puissante explosion atmosphérique jamais enregistrée. Elle a également produit un nombre record d’éclairs au cours d’un orage électrique qui a duré 11 heures et s’est étendu sur 240 kilomètres.
Dans une note publiée le 26 janvier 2023, j’écrivais que pour étudier les éclairs qui ont accompagné l’éruption, les scientifiques ont utilisé les données de GLD360, un réseau de détection de la foudre au sol. Ces données ont révélé que, sur les quelque 590 000 éclairs détectés pendant l’éruption, environ 400 000 se sont produits dans les six heures qui ont suivi la puissante explosion du 15 janvier.
Avant l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, le plus grand événement de foudre volcanique s’est produit en Indonésie en 2018, lorsque l’Anak Krakatau est entré en éruption et a généré environ 340 000 éclairs en une semaine. Environ 56 % des éclairs produits par l’éruption des Tonga ont frappé la terre ou la surface de l’océan, et plus de 1 300 impacts ont été enregistrés sur Tongatapu, l’île principale des Tonga.
Une nouvelle étude publiée le 19 juin 2023 dans la revue Geophysical Research Letters nous donne plus de détails sur cet aspect de l’éruption. Nous apprenons que l’orage électrique a eu lieu à une altitude sans précédent de 20 à 30 kilomètres.
L’imagerie satellite montre que les éclairs n’étaient pas répartis au hasard dans le panache éruptif, mais qu’ils se produisaient en plusieurs anneaux concentriques qui semblaient liés à chaque phase explosive du volcan. En s’élevant, le panache a pris la forme d’un pin parasol. Ce phénomène a imprimé au nuage un mouvement vertical si important que l’onde a couvert 10 kilomètres en verticalité. Cette onde de pression oscillante, également connue sous le nom d’onde de gravité, est à l’origine de la foudre.
Les éclairs ont pu se former de deux manières différentes au sein de cette onde de gravité en forme d’anneau. L’éruption du Hunga Tonga s’étant déroulée sous l’eau, elle a injecté beaucoup d’eau dans l’atmosphère terrestre et les cristaux de glace qui en ont résulté ont adopté des charges positives et négatives. En outre, une partie des cendres volcaniques, formées de roches fragmentées et de magma projetées dans l’air par l’éruption, ont également été ionisées, ce qui a donné naissance à de nouvelles zones de charge positive et négative.
Si des anneaux de foudre ont déjà été observés dans des panaches volcaniques, l’éruption du Hunga Tonga a été la première à montrer des anneaux multiples (on en a compté quatre) et la foudre a glissé sur les ondulations des anneaux, comme un surfeur sur les vagues de l’océan.

Les anneaux de foudre sont également appelés « trous de foudre », car à l’intérieur de l’anneau, il n’y a généralement pas d’éclairs. L’éruption du Hunga Tonga est toutefois différente : les trous ont commencé à se remplir d’éclairs dans les minutes qui ont suivi le passage de l’onde de gravité. Le mécanisme à l’origine de ce remplissage n’a pas encore été élucidé par les chercheurs.
Outre le fait de battre des records, l’éruption du Hunga Tonga est susceptible de nous renseigner sur le volcanisme sur la Terre primitive, voire sur d’autres corps célestes. L’éruption est de type phréatoplinien, autrement dit elle se produit lorsqu’une énorme quantité de roche en fusion jaillit à travers une épaisse couche d’eau.
L’éruption pourrait aider à comprendre comment la foudre se déclenche sur d’autres planètes, telles que Vénus, ou d’autres corps planétaires qui ne sont pas le cadre de la foudre traditionnelle.
Source : Space.com.

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The 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcanic eruption belongs to the world of superlatives. It produced the most powerful atmospheric explosion ever recorded. It also generated a record number of lightning strikes in a thunderstorm that lasted 11 hours and spread across 240 kilometers.

In a post released on January 26th, 2023, I wrote that to study the lightning that accompanied the eruption, the scientists used data from GLD360, a ground-based lightning detection network. This data revealed that, of the approximately 590,000 lightning strikes detected during the eruption, around 400,000 occurred within six hours that followed the powerful January 15th explosion.
Prior to the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption, the largest volcanic lightning event occurred in Indonesia in 2018, when Anak Krakatau erupted and generated around 340,000 lightning strikes in a week. About 56% of the lightning produced by the Tonga eruption struck the land or ocean surface, and more than 1,300 strikes were recorded on Tongatapu, the main island of Tonga.

A new research published on June 19th, 2023 in the journal Geophysical Research Letters gives us more details about tat aspect of the eruption. We learn that the lightning storm took place at an unprecedented altitude of between 20 and 30 kilometers.

The satellite imagery shows that the lightning was not randomly spread across the plume but rather occurred in several concentric rings that seemed to be linked to each explosive outburst from the volcano. As the plume rose upward, it formed an « umbrella cloud. » This imparted a vertical motion into the cloud so huge that the wave, moving outward from the center of the plume, was 10 vertical kilometers from crest to trough. This oscillating pressure wave, also known as a gravity wave, was the source of the lightning.

There are two ways the lightning may have formed within this ring-shaped gravity wave. Since the Hunga Tonga eruption took place underwater, it injected lots of water into Earth’s atmosphere, the resulting ice crystals adopting positive and negative charges. In addition, some of the volcanic ash that was formed of fragmented rock and magma blown into the air by the eruption also become ionized, leading to more areas of positive and negative charge. It is the gradient in electrical charge that sets off sudden sparks of lightning.

While lightning rings have been seen in volcanic plumes before, the Hunga Tonga eruption was the first time multiple rings (four of them) had been seen and the lightning rode the rippling rings like a surfer on ocean waves.

Lightning rings are also termed « lightning holes, » because inside the ring there usually is no lightning. However, the Hunga Tonga eruption was different: because the holes started filling with lightning within minutes of the gravity wave rippling by. The mechanism that prompted this infilling remains unclear.

Besides breaking records in the present day, the Hunga Tonga eruption could also teach us about volcanism on the early Earth, and even potentially on other celestial bodies. The eruption is a type referred to as phreatoplinian. It occurs when a huge amount of molten rock erupts through a thick layer of water.

The eruption could also have implications for the way that lightning gets going on other planets, such as Venus, or other planetary bodies that do not support traditional lightning.

Source : Space.com.

Source: NASA

L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a perturbé l’ionosphère // The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption disturbed the ionosphere

L’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, le volcan sous-marin des Tonga, en janvier 2022, est exceptionnelle et représente un trésor pour les scientifiques qui ne cessent de faire de nouvelles découvertes.Ils ont déjà publié une analyse qui montre que cette éruption a généré le plus haut panache volcanique de tous les temps (57 km), avec pénétration de la stratopause, la limite supérieure de la stratosphère.
Aujourd’hui, une équipe internationale de chercheurs a découvert que l’éruption a perturbé les signaux satellites à grande échelle. Les scientifiques ont utilisé des observations ionosphériques satellitaires et terrestres pour montrer qu’une onde de pression atmosphérique déclenchée par une éruption volcanique est capable de produire une bulle de plasma équatoriale (EPB) dans l’ionosphère, avec de fortes perturbations causées aux communications par satellite. Les résultats de ces travaux ont été publiés dans la revue Scientific Reports.
L’ionosphère s’étend d’une altitude d’environ 80 à 1 000 km. C’est la région de la haute atmosphère terrestre où les molécules et les atomes sont ionisés par le rayonnement solaire, ce qui donne naissance à des ions chargés positivement. La zone avec la plus forte concentration de particules ionisées, la région F – 150 à 800 km de la surface de la Terre – joue un rôle crucial dans les communications radio longue distance car elle réfléchit et réfracte les ondes radio utilisées par les systèmes de suivi par satellite et GPS vers la surface de la Terre. Cependant, des trous peuvent se former dans cette région F, créant une structure en forme de bulle appelée EPB (Equatorial Plasma Bubble) qui peut retarder les ondes radio. et dégrader les performances du GPS.
L’équipe de chercheurs, qui comprenait principalement des scientifiques japonais collaborant avec diverses institutions, a utilisé le satellite Arase pour détecter les survenues d’EPB, le satellite Himawari-8 pour vérifier l’arrivée initiale des ondes de pression atmosphérique, et des observations ionosphériques au sol pour suivre les mouvements de l’ionosphère.
Ces scientifiques ont observé une structure irrégulière de la densité électronique au niveau de l’équateur après l’arrivée des ondes de pression générées par l’éruption volcanique. Ils ont également fait une découverte surprenante. Pour la première fois, ils ont montré que les fluctuations ionosphériques commencent quelques minutes à quelques heures plus tôt que les ondes de pression atmosphérique impliquées dans la génération des bulles de plasma. Cela signifie que le modèle du couplage géosphère-atmosphère-cosmosphère qui existait jusqu’à présent et qui stipulait que les perturbations ionosphériques ne se produisent qu’après l’éruption, doit être révisé.
De plus, les chercheurs ont constaté que l’EPB s’étend beaucoup plus loin que prévu par les modèles classiques. Cette découverte montre qu’il y a intérêt à prêter attention au lien entre l’ionosphère et la cosmosphère lorsque des phénomènes naturels extrêmes, tels que l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, se produisent.
Les résultats de ces recherches présentent un intérêt du point de vue scientifique, mais aussi du point de vue de la météo spatiale et de la prévention des catastrophes.
Source : The Watchers, un excellent site qui publie des articles et des informations en relation avec la science et l’environnement.

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The eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, the underwater volcano in Tonga, in January 2022 was exceptional and a treasure for scientsists who keep making new discoveries. For instance, they have already an analysis that showed this eruption created the highest volcanic cloud ever recorded. For the first time, a volcanic plume has been seen to penetrate the stratopause, the upper limit of the stratosphere.

This time, an international team found that the eruption disrupted satellite signals. The researchers used both satellite and ground-based ionospheric observations to show that an air pressure wave triggered by the volcanic eruptions could produce an equatorial plasma bubble (EPB) in the ionosphere, severely disrupting satellite-based communications. The findings were published in the journal Scientific Reports.

The ionosphere is the region of the Earth’s upper atmosphere where molecules and atoms are ionized by solar radiation, creating positively charged ions. The area with the highest concentration of ionized particles, the F-region, plays a crucial role in long-distance radio communication, reflecting and refracting radio waves used by satellite and GPS tracking systems back to the Earth’s surface. However, irregularities in the F-region, such as the movement of plasma, electric fields, and neutral winds, can cause the formation of a localized irregularity of enhanced plasma density, creating a bubble-like structure called an EPB that can delay radio waves and degrade the performance of GPS.

The team, that mainly included Japanese scientists in collaboration with various institutions, used the Arase satellite to detect EPB occurrences, the Himawari-8 satellite to check the initial arrival of air pressure waves, and ground-based ionospheric observations to track the motion of the ionosphere.

They observed an irregular structure of the electron density across the equator that occurred after the arrival of pressure waves generated by the volcanic eruption.

The group also made a surprising discovery. For the first time, they showed that ionospheric fluctuations start a few minutes to a few hours earlier than the atmospheric pressure waves involved in the generation of plasma bubbles. This suggests that the long-held model of geosphere-atmosphere-cosmosphere coupling, which states that ionospheric disturbances only happen after the eruption, needs revision.

Furthermore, the researchers found that the EPB extended much further than predicted by the standard models. This discovery suggests that we should pay attention to the connection between the ionosphere and the cosmosphere when extreme natural phenomena, such as the Tonga event, occur.

The results of this research are significant not only from a scientific point of view but also from the point of view of space weather and disaster prevention.

Source : The Watchers, an excellent website that releases articles and information linked to science and the environment.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, l’éruption de tous les superlatifs (Source: NASA)

Eruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : un tsunami record // A record tsunami

Selon une étude récente publiée en avril 2023 dans la revue Science Advances, l’éruption sous-marine dans l’archipel des Tonga le 15 janvier 2022 a délivré une puissance digne de la plus grosse bombe nucléaire américaine et a généré un « méga-tsunami » avec une vague qui a atteint « presque de la hauteur d’un gratte-ciel de 30 étages. »
Le 15 janvier 2022, le Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH) est entré en éruption avec une très violente explosion qui a battu tous les records dans différents domaines (voir mes notes précédentes sur cet événement). Par exemple, l’éruption a généré le panache volcanique le plus fantastique jamais enregistré, avec une hauteur de 57 kilomètres. L’explosion a déclenché des tsunamis jusqu’aux Caraïbes, ainsi que des ondes atmosphériques qui ont fait plusieurs fois le tour de la Terre.
Pour déterminer la force de l’éruption, les scientifiques ont collecté des images satellites optiques et radar avant et après l’événement, des cartes de drones et des observations sur le terrain pour générer une simulation informatique de la catastrophe. Ils ont découvert que l’explosion a probablement été aussi puissante que 15 mégatonnes de TNT, ce qui la met pratiquement au niveau de la plus grande détonation nucléaire des États-Unis, à Castle Bravo, en 1954. L’étude précise aussi que c’est « la plus grande explosion naturelle en plus d’un siècle. »
L’éruption a déclenché au moins cinq explosions, générant un tsunami jusqu’à 85 mètres de haut une minute après la plus forte d’entre elles. Les vagues ont atteint 45 mètres sur l’île tongienne de Tofua et 17 mètres sur Tongatapu. Les données recueillies par les chercheurs prouvent que les ondes générées par l’explosion placent Hunga Tonga-Hunga Ha’apai dans le club fermé des « méga-tsunamis ». Ils ont observé en temps réel à l’aide d’instruments modernes « un événement qui n’avait été reconnu que dans l’Antiquité.  »
Jusqu’à présent, l’étendue de l’éruption et ses conséquences avaient été difficiles à apprécier en raison de la rareté des instruments scientifiques à proximité du site de l’éruption. Les scientifiques ont découvert que la nature complexe et peu profonde du terrain sous-marin de la région a contribué à piéger les ondes à faible vitesse de l’éruption. Cela a permis de générer un méga-tsunami qui a duré plus d’une heure. Un co-auteur de l’étude a déclaré : « Nous montrons comment les éruptions volcaniques sous-marines peuvent générer un tsunami de grande ampleur. Une série de petites explosions a précédé l’arrivée de la grande, qui a généré le tsunami le plus puissant. »
Les scientifiques ont déclaré que la force de l’éruption de 2022 rivalisait avec celle de l’éruption de 1883 du Krakatau qui a tué plus de 36 000 personnes. En revanche, l’éruption de 2022 n’a tué que six personnes.
La nouvelle étude explique que le faible nombre de morts témoigne de l’efficacité des exercices de sécurité et des efforts de sensibilisation menés aux Tonga dans les années qui ont précédé l’éruption. L’emplacement relativement éloigné des centres urbains a également mis à l’abri les Tonga d’un désastre humain.
Les simulations informatiques ont révélé que les récifs coralliens qui bordent les Tonga ont atténué l’effet des vagues qui se sont finalement dirigées vers le rivage. Cette découverte laisse supposer que ces récifs ont subi des dégâts importants. Cependant, des études archéologiques montrent que les récifs coralliens étaient à nouveau en bonne santé après un tsunami majeur au milieu du 15ème siècle avec des vagues atteignant jusqu’à 30 mètres de hauteur.
Dans sa conclusion, l’étude indique que les recherches futures doivent se concentrer sur la meilleure façon de placer des capteurs pour enregistrer les données des volcans sous-marins et des côtes des îles vulnérables. Ce sera « un moyen efficace de surveillance des volcans sous-marins ».
Source : Yahoo Actualités, Live Science.

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According to a recent study published in April 2023 in the journal Science Advances, the Tonga underwater volcanic eruption rivaled the strength of the largest U.S. nuclear bomb and produced a « mega-tsunami » nearly the height of a 30-story skyscraper.

On January 15th, 2022, the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH) submarine volcano erupted with a violent explosion which broke all records in different fields (see my previous posts about this event). For instance, the eruption generated the highest-ever recorded volcanic plume, which reached 57 kilometers. The outburst triggered tsunamis as far away as the Caribbean, as well as atmospheric waves that traveled around the globe several times.

To determine the strength of the eruption, scientists collected before-and-after satellite optical and radar images, drone maps and field observations to generate a computer simulation of the catastrophe. They discovered that the explosion may have been as strong as 15 megatons of TNT, making it about as strong as the United States’ largest nuclear detonation, Castle Bravo, in 1954. The study specifies that it also made the eruption « the largest natural explosion in more than a century. »

The eruption released at least five blasts, generating a tsunami up to 85 meters high one minute after the largest explosion. This led to waves as high as 45 meters on the Tongan island Tofua and 17 meters on Tongatapu. The datacollected by the researchers prove that the waves generated by the explosion place Hunga Tonga-Hunga Ha’apai in the ‘mega-tsunami’ league. » They have observed an event in real time using modern instrumentation that had previously only been recognized in antiquity.

Until now, the extent of the eruption and its aftermath had proved elusive due to the scarcity of scientific instruments near the site of the eruption. The scientists found that the complex, shallow nature of the region’s underwater terrain helped to trap low-velocity waves from the eruption. This, in turn, helped generate a mega-tsunami that lasted more than an hour. A co-author of the study says : « We show how submarine volcanic eruptions can generate massive tsunami. A series of small blasts hailed the arrival of the big one, which generated the largest tsunami. »

The scientists said the strength of the 2022 eruption rivaled that of the 1883 eruption of Krakatau that killed more than 36,000 people. In contrast, the 2022 eruption killed an estimated six people.

The new study explains that the low death toll is a testament to the effectiveness of safety drills and awareness efforts carried out in Tonga in the years before the eruption. The eruption’s relatively distant location from urban centers also probably saved Tonga from a worse fate.

The computer simulations also revealed that the coral reefs that fringe the Tongan islands helped suppress the waves that ultimately made their way to shore. This finding suggests these reefs experienced substantial damage. However, the reefs can recover from such damage. Archaeological evidence shows that coral reefs were healthy again after a major tsunami in the mid-15th century with generated waves up to 30 meters tall.

In its conclusion, the studay says that future research should focus on the best way to place sensors to record data from submarine volcanoes and the coastlines of vulnerable islands as « an effective means of keeping tabs on submarine volcanoes, »

Source : Yahoo News, Live Science.

 Données fournies par les stations de surface du Tongan Met Office dans le port de Nuku‘alofa le 15 janvier 2022.

 

Simulations des tsunamis suite aux explosions du HTHH.

(Source: Science Advances)