Les caprices du vortex polaire (suite) // The whims of the polar vortex (continued)

On parle beaucoup du vortex polaire ces jours-ci et des voix se font entendre prédisant une possible arrivée d’air très froid dans certaines parties de l’hémisphère nord en février 2023.
Comme je l’ai expliqué précédemment, le vortex polaire est une vaste zone de basse pression dans la haute atmosphère au-dessus des pôles. Il est particulièrement fort en hiver et plus faible en été. En fait, le vortex polaire consiste plutôt en une circulation de vents puissants -courants jet – qui sont très forts au niveau des pôles mais peuvent également atteindre des latitudes plus basses.
Un événement susceptible d’affecter le comportement du vortex polaire est un réchauffement stratosphérique soudain – Sudden Stratospheric Warming (SSW). Il se produit lorsqu’il y a une augmentation rapide de la température dans la stratosphère, la couche de l’atmosphère qui se trouve au-dessus de la troposphère. Cette augmentation de la température peut affaiblir ou même faire se briser le vortex polaire, ce qui peut avoir un impact significatif sur les conditions météorologiques dans l’hémisphère nord. Un tel événement se produit généralement en hiver et peut durer plusieurs semaines.
Au cours d’un SSW, les vents d’ouest qui circulent normalement autour du vortex polaire peuvent s’affaiblir ou même inverser leur direction, permettant à l’air froid de l’Arctique de s’échapper et de provoquer des entrées d’air arctique au-dessus de l’Europe, de l’Asie, du Canada et des États-Unis. Les effets d’un SSW peuvent également être ressentis à la surface, avec des températures plus froides et une forte probabilité de chutes de neige.
Il est important de noter que les événements SSW sont relativement rares ; ils se produisent en moyenne tous les 2 à 3 ans, mais ils deviennent plus fréquents ces dernières années avec le réchauffement climatique et l’augmentation des températures, en particulier dans l’Arctique. Il convient de noter que tous les SSW n’ont pas un impact majeur sur les conditions météorologiques ; certains d’entre eux sont mineurs et ont un effet limité.

Il est encore trop tôt pour prévoir ce qui se passera en février 2023. Les modèles météorologiques et les anomalies de température pointent vers un affaiblissement du vortex polaire et une possible entrée d’air froid dans l’hémisphère nord dans les semaines à venir.
Les températures dans la stratosphère sont à la hausse avec une vague de réchauffement qui se développe au-dessus de l’Arctique. Les prévisions actuelles tablent sur un événement SSW fort qui pourrait faire monter les températures stratosphériques à des niveaux record pour cette période de l’année.
L’un des modèles montre des anomalies chaudes qui envahissent la stratosphère au-dessus des régions polaires dans les premiers jours de février. Même si le vortex polaire est sévèrement affaibli et perturbé, il sera toujours présent. L’emplacement des descentes d’air froid dépendra de l’endroit où le vortex polaire se divisera ou se déplacera, ainsi que d’autres facteurs tels qu’El Niño ou La Niña qui ont une influence sur le temps à ce moment-là.
Un SSW mineur – qui semble le plus probable – est généralement moins susceptible qu’un SSW majeur d’avoir un impact sur les conditions météorologiques de surface. Cependant, un SSW majeur peut aussi se produire après un ou deux épisodes de réchauffement mineurs qui ont affaibli le vortex polaire, et il y a un certain risque pour que cela se produise. Au final, personne ne sait ce qui va se passer dans les semaines à venir…!
Il faut tout de même garder à l’esprit qu’un SSW en février 2018 a entraîné une vague de froid très sévère sur l’Amérique du Nord à la fin de ce mois-là et début mars. En revanche, le SSW de janvier 2019 n’a eu aucun impact significatif sur le Royaume-Uni et plus tard sur l’Europe. Celui de 2021, quant à lui, a entraîné une importante arrivée de froid dans une grande partie de l’Europe.
Source : The Weather Network.

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There is much talk about the polar vortex these days and voices can be heard predicting a possible arrival of very cold air in parts of the northern hemisphere in February 2023.

The polar vortex is a large area of low pressure in the upper atmosphere that typically sits over the Earth’s poles. It is a persistent and large-scale circulation pattern that is created by the cold temperatures at the poles. It’s strongest in the winter and weakest in the summer. Actually, the polar vortex is rather a series of circulating winds – jet streams – that are strongest at the poles but can also extend to lower latitudes.

One event likely to affect the behaviour of the polar vortex is a Sudden Stratospheric Warming (SSW). It occurs when there is a rapid increase in temperature in the stratosphere, the layer of the atmosphere above the troposphere. This increase in temperature can cause the polar vortex to weaken or even split, which can have a significant impact on weather patterns in the northern hemisphere. These events typically occur in the winter, and can last for several weeks.

During an SSW, the westerly winds that normally circulate around the polar vortex can weaken or even reverse direction, allowing cold Arctic air to escape and cause Arctic air outbreaks over Europe, Asia, Canada, and the United States. The effects of a SSW can also be felt at the surface, with colder temperatures and an increased likelihood of snowfall.

It’s important to note that SSW events are relatively rare, happening on average every 2 – 3 years, but they are becoming more frequent in recent years with global warming and the increase of global temperatures, especially in the Arctic. It is worth noting that not all SSWs lead to a major impact on weather patterns, some of them are minor and have a limited effect.

It is still too early to be sure of what will happen in February 2023. Weather models and temperature anomalies point towards a weakening of the polar vortex and the potential for cold air outbreaks in the northern hemisphere in the weeks ahead.

The temperatures in the stratosphere are already on the rise as a warming wave is developing over the Arctic. The current forecast calls for a strong event that could raise the stratospheric temperatures to record high levels for this time of year.

One of the models shows warm anomalies taking over the stratospheric polar regions in the first days of February. While the polar vortex will be severely weakened and disrupted, it will still be present. The location of cold air outbreaks may depend on where the polar vortex splits or displaces, as well as other factors such as El Niño or La Niña which influence the weather at the time.

A minor SSW, which is looking likely, is generally less likely to impact surface weather patterns than a major SSW. However, a major SSW can still occur after one or two minor warmings that weaken the polar vortex prior, and there is some support from ensembles for this to occur. In the end, nobody knows what will happen in the coming weeks… !

However, one should kep in mind that a SSW in February 2018 led to a verty severe cold snap over North America later that month and into early March, whereas the SSW in January 2019 had no significant impact for the UK and later Europe. The one in 2021, on the other hand, led to a significant cold outbreak event across much of Europe.

Source : The Weather Network.

Vortex polaire stable et instable (Source: Météo France)

Nouveau vêlage en Antarctique // New calving in Antarctica

Un énorme iceberg deux fois plus grand que New York s’est détaché d’une plate-forme glaciaire en Antarctique. D’une superficie de près de 1 600 kilomètres carrés, il a rompu ses amarres avec la plate-forme de Brunt le 22 janvier 2023. L’événement s’est produit lorsqu’une fracture majeure, baptisée Chasm-1, a tranché l’épaisse couche de glace dans sa totalité.
Le vêlage était attendu depuis un moment et n’a surpris personne. Un iceberg de taille semblable, l’A74, s’est détaché de la plate-forme glaciaire en février 2021. Selon le British Antarctic Survey (BAS), l’A74, qui mesurait 1 270 kilomètres carrés, est parti à la dérive dans la mer de Weddell.
Le plus grand iceberg jamais enregistré, le B-15, s’est détaché de la plate-forme de Ross en mars 2000. Il mesurait 11 000 kilomètres carrés, soit à peu près de la même taille que la Jamaïque.
On ne sait pas encore si le dernier vêlage aura un impact sur la plate-forme glaciaire proprement dite. Cela dépendra de la façon dont le reste de cette plate-forme réagira aux changements qui viennent de se produire. Les scientifiques pensent que l’impact sera probablement faible et mettra un certain temps à se faire sentir. Une partie de la plate-forme glaciaire, soit environ la moitié de la taille du nouvel iceberg, reste exposée au vêlage. Le reste sera relativement peu affecté.
Le changement climatique et le réchauffement de l’atmosphère ont entraîné de nombreux cas de fonte prématurée des glaciers et des calottes glaciaires, mais les scientifiques s’accordent à dire que le dernier vêlage fait partie du cycle naturel de la calotte glaciaire de l’Antarctique. En effet, la plate-forme de Brunt avait atteint une taille encore jamais observée ces dernières années et un vêlage était donc très probable.
Le nouvel iceberg, baptisé A-81 par le U.S. National Ice Center, suivra probablement la trajectoire de l’A74 et partira à la dérive dans l’océan.
La plate-forme glaciaire de laquelle l’A-81 s’est détaché est le site de la station de recherche Halley du British Antarctic Survey, où les scientifiques étudient la météo spatiale et les processus atmosphériques. La station a été déplacée en 2016 lorsqu’une fracture est apparue dans la glace, avec le risque que la station parte dans l’Océan Austral sur un iceberg. La station n’aurait toutefois pas été affectée par le détachement de l’iceberg le 22 janvier 2023.
Source : British Antarctic Survey.

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A huge iceberg twice the size of New York City has broken off from an ice shelf in Antarctica.

The iceberg, which has an area of nearly 1,600 square kilometers finally broke away from the Brunt ice shelf on January 22nd, 2023. This calving occurred when a crack called Chasm-1 fully broke through the entire layer of ice.

The breakaway of this section had been expected for a while and did not come as a surprise. A similarly sized iceberg, named A74, broke off from the ice shelf in February 2021. According to the British Antarctic Survey (BAS), A74, which measured 1,270 square kilometers, has now drifted into the Weddell Sea.

The largest iceberg ever recorded was named B-15, and broke off from Ross Ice Shelf in March 2000 measuring a massive 11,000 square kilometers, about the same size as the island of Jamaica.

Whether this calving has any impact on the ice sheet itself will depend upon how the rest of the shelf reacts to the changes that have just occurred. In any event the impact is likely to be small and will take some time to be felt. At least one part of the remaining shelf, about half of the size of the new iceberg, is now vulnerable to calving. The rest of the ice sheet will be relatively unaffected.

While climate change and the warming atmosphere have led to many cases of glaciers and ice sheets melting prematurely, experts agree that this particular calving is part of the natural cycle of the Antarctic ice sheet. Indeed, the Brunt ice shelf had reached a larger size than it had for many years, meaning that a significant calving was due.

The new iceberg, named A-81 by the U.S. National Ice Center, is likely to follow the path of A74 as it drifts into the ocean.

The ice shelf from which A-81 broke away is the location of the BAS’ Halley Research Station, where scientists study space weather and atmospheric processes. It was relocated in 2016 as the chasm along which the break occurred widened and was reportedly not affected by Sunday’s iceberg break-off.

Source : British Antarctic Survey.

Image du nouvel iceberg acquise le 24 janvier 2023 par le satellite Terra/MODIS de la NASA

Déplacement d’un module de la station du BAS en 2016 (Crédit photo: BAS)

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques informations sur l’activité volcanique dans le monde.

L’éruption du Kilauea (Hawaï) se poursuit dans la partie orientale du cratère de l’Halema’uma’u. L’activité est concentrée dans un grand lac de lave qui occupe la moitié est du cratère, ainsi que dans un lac plus petit dans la partie ouest. Une petite fontaine de lave s’agite dans le lac de la partie Est qui présentait une superficie d’environ 10 hectares le 17 janvier 2023 lors de sa dernière mesure.
Vous pouvez observer l’activité en temps réel du lac de lave en cliquant sur ce lien: https://www.youtube.com/usgs/live.
Aucune activité particulière n’a été observée le long des zones de rift Est et Sud-ouest.
Source : HVO.

Vue du cratère de l’Halema’uma’u le 17 janvier 2023. On voit parfaitement les deux lacs de lave (Crédit photo : HVO)

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Le Popocatepetl (Mexique) reste bien actif avec ses habituelles émissions de vapeur auxquelles se mélange parfois un peu de cendre. Une éruption plus forte que d’habitude a eu lieu le 21 janvier 2023. L’événement a généré un panache de cendres qui a atteint 8,5 kilomètres d’altitude.
Le niveau d’alerte reste à la couleur Jaune, phase 2.
Il est demandé à la population et aux touristes d’éviter de s’approcher du volcan, en particulier du cratère, car il existe un fort risque de retombées de matériaux. Il est également important, pendant les périodes de fortes pluies, de rester à l’écart des ravines car elles peuvent être affectées par des coulées de boue et de débris.
Source : CENAPRED.

Activité éruptive du 21 janvier 2023 (Capture image webcam)

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L’éruption extrusive du Sheveluch (Kamtchatka) se poursuit, avec la croissance du dôme de lave et une forte activité fumerollienne. Le KVERT fait état d’incandescence du dôme de lave, d’explosions et de coulées pyroclastiques.
Le KVERT indique aussi que le panache de cendres peut se déplacer jusqu’à 25 km de sa source. Le satellite Copernicus Sentinel-2 a survolé le volcan le 22 janvier 2023 et a envoyé une bonne image de l’activité actuelle.
Comme je l’ai indiqué précédemment, la couleur de l’alerte aérienne est Orange car les panaches de cendres peuvent perturber le trafic aérien dans la région.
Source : KVERT

 

Image satellite du Sheveluch le 22 janvier 2023

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La couleur de l’alerte aérienne pour l’Anak Krakatau (Indonésie) reste à l’Orange et le niveau d’alerte volcanique est maintenu à 3 (sur une échelle de 1 à 4) mais une série d’épisode éruptifs a été enregistrée sur le volcan le 23 janvier 2023. Les explosions ont généré des panaches de cendres qui se sont élevés à environ 450 – 660 m d’altitude.
Comme je l’ai indiqué précédemment, le gouvernement indonésien demande aux visiteurs d’éviter de s’approcher du volcan dans un rayon de 5 km du cratère actif.
Source : PVMBG.

Photo : C. Grandpey

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Un nouveau débordement de lave a été observé sur le Stromboli (Sicile) le 24 janvier 2023 au niveau de la zone du cratère nord, L’événement s’est accompagné d’un glissement de matériaux instables qui ont atteint la mer à la base de la Sciara del Fuoco. Du point de vue sismique, l’amplitude moyenne du tremor volcanique reste dans la gamme des valeurs moyennes.

Source : INGV.

 

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Les bouches qui se sont ouvertes à la base NE du cratère SE de l’Etna (Italie) continuent d’alimenter des coulées de lave dont le débit est fluctuant. Il a progressivement diminué les 16 et 17 janvier 2023 et avait probablement cessé en fin d’après-midi le 17 janvier. La lave a recommencé à couler aux premières heures du 18 janvier, avec deux coulées. L’une d’elles s’est dirigée vers le NE le long de la bordure ouest du champ de lave, et l’autre s’est déplacée vers l’Est sur la paroi occidentale de la Valle del Bove ; elle a atteint la base de cette paroi le 20 janvier. Le débit éruptif a de nouveau diminué le 21 janvier, puis a de nouveau augmenté au cours de la soirée. En fin de journée le 22 janvier, une nouvelle coulée de lave a descendu la Valle del Bove, atteignant presque la base de la paroi ouest à environ 2 200 m d’altitude.
Source : INGV.

Image webcam début janvier 2023

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Des panaches de gaz de densité variable s’élèvent encore jusqu’à 80 m au-dessus du sommet du complexe volcanique de Dieng (Indonésie). Les émissions de CO2 sont passées d’une moyenne de 3 300 parties par million les 18 et 19 janvier 2023 à une moyenne de 1 900 ppm les 22 et 23 janvier. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4) et le public est invité à rester à 1 km du cratère Sileri et à 500 m des secteurs SE, S et SO du cratère Timbang.
Source : PVMBG.

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L’éruption du Marapi (Indonésie) se poursuit. Les émissions de vapeur et de cendres montent jusqu’à 500 m au-dessus du sommet. Le niveau d’alerte reste à 2 (sur une échelle de 1 à 4) et le public est invité à rester à 3 km du cratère.
Source : PVMBG.

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L’activité éruptive continue sur le Mont Young du Semisopochnoi (Aléoutiennes / Alaska). La sismicité reste élevée. De petites émissions de vapeur sont visibles sur les images de la webcam. La couleur de l’alerte aérienne reste à Orange et le niveau d’alerte volcanique est maintenu à Watch (Vigilance).
Source : AVO.

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L’éruption du Cotopaxi (Equateur) se poursuit, avec des émissions quotidiennes de vapeur, de gaz et de cendres. Les panaches s’élèvent jusqu’à 2 km de hauteur et provoquent des retombées de cendres dans les localités sous le vent. Le niveau d’alerte est maintenu au Jaune (niveau 2 sur une échelle de quatre couleurs).
Source : Instituto Geofisico.

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L’activité reste globalement stable sur les autres volcans.

J’ai dressé un bilan de l’année volcanique 2022. Vous le trouverez en cliquant sur ce lien :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2023/01/02/bilan-dactivite-volcanique-2022/

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Ces informations ne sont pas exhaustives. Vous en trouverez d’autres (en anglais) en lisant le bulletin hebdomadaire de la Smithsonian Institution :
https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

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Here is some news about volcanic activity around the world.

The eruption of Kilauea (Hawaii) continues in the eastern portion of Halemaʻumaʻu Crater. Activity is concentrated in a large lava lake in the eastern half of the crater, as well as a smaller lake to the west. The eastern lava lake has one dominant fountain and had an area of approximately 10 hectares on January 17th, 2023 when it was last measured.

You can observe the real-time activity of the lava lake at: https://www.youtube.com/usgs/live.

No unusual activity has been noted along the East Rift Zone or Southwest Rift Zone.

Source : HVO.

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Popocatepetl (Mexico) is still quite active with its usual « exhalations ». A stronger-than-usual eruption took place on January 21st, 2023. The event generated an ash plume that reached 8.5 kilometers above sea level.

The alert level remains at Yellow Phase Two.

Individuals and tourists are asked to avoid approaching the volcano, particularly the crater, as the risk of being struck by falling material is high. It is also important, during periods of heavy rainfall, to stay away from ravines as they may be affected by dangerous mud and debris flows.

Source : CENAPRED.

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The extrusive eruption of Sheveluch (Kamchatka) continues, with the growth of the lava dome and strong fumarole activity. Incandescence of the lava dome, explosions, and hot avalanches have also been reported.

KVERT indicates that the ash plume from the volcano may move as far as 25 km away. The Copernicus Sentinel-2 satellite flew over the volcano on January 22nd, 2023 and sent a good image of the current activity.

As I put it before, the aviation color code is Orange for the volcano as ash plumes may disturb air trafic in the region.

Source : KVERT.

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The Aviation Color Code for Anak Krakatau (Indonesia) remains at Orange and the Alert Level at 3 (on a scale of 1-4) but a series of eruptions were registered at the volcano on January 23rd, 2023. They produced ash column that rose about 450 – 660 m above sea level.

As I indicated previously, the Indonesian government asks visitors to avoid approaching the volcano within a 5 km radius from the active crater.

Source : PVMBG.

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A new lava overflow was observed at Stromboli (Sicily) on January 24th, 2023 at the northern crater area. The event was accompanied by a slide of unstable materials which reached the sea at the base of the Sciara del Fuoco. From a seismic point of view, the average amplitude of the volcanic tremor remains in the range of medium values.
Source: INGV.

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The vents at the NE base of Mt Etna’s SE Crater (Italy) continue to feed lava flows whose rate is fluctuating. Lava effusion progressively decreased on January 16th and 17th, 2023 and had possibly ceased by the late afternoon of January 17th. Effusion restarted in the early hours of January 18th, generating two lava flows. One of the flows travelled NE along the W edge of the lava field, and the other travelled E onto the steep W wall of Valle del Bove, reaching the base of the wall on January 20th. The effusion rate decreased on January 21st and then again increased during the evening. Late on January 22nd, a new lava flow descended the Valle del Bove, almost reaching the base of the W wall at around 2,200 m elevation.

Source : INGV.

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Gas plumes of varying densities are still rising as high as 80 m above the summit of the Dieng Volcanic Complex (Indonesia). CO2 emission averages decreased from an average of 3,300 parts per million on January 18th – 19th, 2023 to an average of 1,900 ppm on January 22nd – 23rd. The Alert Level remains at 2 (on a scale of 1-4) and the public is asked to stay 1 km away from Sileri Crater and 500 m away from the SE, S, and SW sectors of Timbang Crater.

Source : PVMBG.

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The eruption of Marapi (Indonesia) continues. Steam and ash emissions are rising up to 500 m above the summit. The Alert Level remains at 2 (on a scale of 1-4) and the public is asked to stay 3 km away from the crater.

Source : PVMBG.

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Eruptive activity at Semisopochnoi’s Mount Young (Aleutians / Alaska) continues. Seismicity is still elevated. Minor steam emissions are visible in webcam images. The Aviation Color Code remains at Orange and the Volcano Alert Level remains at Watch.

Source : AVO.

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The eruption of Cotopaxi (Ecuador) continues, characterized by daily emissions of steam, gas, and ash. The plumes rise as high as 2 km and cause ashfall in downwind municipalities. The Alert Level is kept at Yellow (level 2 on a four-color scale).

Source : Instituto Geofisico.

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Activity remains globally stable on other volcanoes.

You will find a report of volcanic activity in 2022 by clicking on this link :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2023/01/02/volcanic-activity-report-2022/

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This information is not exhaustive. You can find more by reading the Smithsonian Institution’s weekly report:

https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : l’éruption de tous les records (4ème partie)  // The eruption of all records (part 4)

La foudre.

Pour étudier la foudre qui a accompagné l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, les scientifiques ont utilisé les données de GLD360, un réseau de détection de foudre au sol. Ces données ont révélé que, sur les quelque 590 000 coups de foudre détectés lors de 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’était 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% de la foudre produite par l’éruption des Tonga a frappé la surface de la terre ou de l’océan, et plus de 1 300 impacts ont été recensés sur Tongatapu, l’île principale des Tonga.

 

Source : Tonga Geological Services

Le faible effet de refroidissement.

A noter que que l’effet de refroidissement de l’éruption du Hunga Tonga Hunga Ha’apai a été très faible. Il n’a pas dépassé 0,004°C dans l’hémisphère nord et 0,01°C dans l’hémisphère sud. La clé de l’impact d’une éruption volcanique sur la température de la Terre est la quantité de dioxyde de soufre (SO2) qui a été émise par le volcan. Par exemple, l’éruption du Pinatubo en 1991 a entraîné un refroidissement d’environ 0,6°C qui a duré près de deux ans. La différence avec l’éruption aux Tonga, c’est que les cendres rejetées dans l’air par le Pinatubo contenaient environ 50 fois plus de dioxyde de soufre.

Effet sur la couche d’ozone.

Selon les scientifiques, l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai pourrait agrandir le trou dans la couche d’ozone dans les années à venir. En effet, l’eau émise par le volcan a provoqué un important refroidissement de la stratosphère aux latitudes moyennes dans l’hémisphère sud. Des températures plus froides dans la stratosphère accélèrent le processus de dégradation de l’ozone. Lorsque la stratosphère est plus froide et qu’il y a beaucoup d’eau présente à ces altitudes, on observe une formation plus fréquente de nuages stratosphériques polaires pendant les mois d’hiver, lorsque les températures dans la stratosphère sont les plus froides. Ils fournissent un environnement chimique favorable aux substances à base de chlore qui appauvrissent la couche d’ozone. Elles ont été interdites par le Protocole de Montréal en 1989, mais elles persistent toujours dans l’air au-dessus de notre planète. Une fois que la stratosphère se réchauffe avec l’arrivée de l’été antarctique, le trou dans la couche d’ozone commence à se refermer et disparaît généralement à la fin du mois de novembre.
Selon les scientifiques, les matériaux émis par le Hunga Tonga ne sont pas encore entrés dans le trou de la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique cette année, mais il l’atteindront certainement l’année prochaine. Il ne faut cependant pas trop s’inquiéter de cette situation. La couche d’ozone, située à des altitudes comprises entre 15 et 35 km, est en train de se remettre de l’appauvrissement causé par les produits chimiques utilisés dans les aérosols et les réfrigérants depuis les années 1950. Elle ne devrait donc être affectée que temporairement par l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai.

Cartographie du cratère.

Des chercheurs ont réalisé une cartographie du cratère du Hunga Tonga Hunga Ha’apai. La caldeira mesure maintenant 4 km de large et descend à 850 m sous le niveau de la mer. Avant l’éruption, la base du volcan était à une profondeur d’environ 150 m. Le volume de matière émis est estimé à au moins 6,5 km3.

Cartographie du plancher océanique avec le volcan qui se dresse à plus de 1,5 km de hauteur (Source: NIWA)

En plus d’un approfondissement général de la caldeira, de grosses parties des parois intérieures de la falaise ont disparu, en particulier à l’extrémité sud du cratère. Cependant, le cône du volcan tel qu’il se présente aujourd’hui semble structurellement solide. La caldeira est un peu plus grande en diamètre et un peu moins profonde à cause des effondrements des côtés vers l’intérieur. Le côté nord-est semble un peu mince et fragile; s’il lâchait prise, un tsunami mettrait en danger les îles Ha’apai, mais la structure du volcan semble globalement assez robuste.

Source: NIWA.

Le processus éruptif.

Les scientifiques commencent à avoir une bonne idée du processus éruptif qui s’est déroulé le 15 janvier 2022. Au fur et à mesure que la caldeira s’est fracturée, l’eau de mer a commencé à interagir avec le magma à haute température qui se décompressait en remontant des profondeurs. Il y a eu des explosions assourdissantes causées par des interactions entre le magma et l’eau à grande échelle.
Les données recueillies indiquent qu’au moins 9,5 kilomètres cubes de matériaux ont été déplacés au cours de l’événement. Le NIWA explique qu’il s’agit d’un volume quasi équivalent à celui de 4 000 pyramides égyptiennes. Les deux tiers des matériaux étaient constitués de cendres et de roches éjectées par la caldeira du volcan.
Ce transport de matériaux a pris la forme de coulées pyroclastiques. Dans l’eau, leur température très élevée les a enveloppées d’un coussin de vapeur grâce auquel elles ont pu se déplacer sans frottement à très grande vitesse. C’est ainsi que ces coulées pyroclastiques ont réussi à franchir des obstacles de plusieurs centaines de mètres de hauteur. Cela explique, par exemple, la section du câble sous-marin reliant les Tonga au réseau Internet. Une grande partie du câble a été coupée, bien qu’elle se trouve à 50 km au sud de Hunga-Tonga et au-delà d’une grande colline sur le plancher océanique.
L’équipe du NIWA explique que l’eau a pu se déplacer de quatre façons pour générer ces tsunamis : 1) déplacement de l’eau sous l’effet des coulées pyroclastiques; 2) puissance explosive de l’éruption qui a fait se déplacer l’eau ; 3) affaissement de 700 mètres du sol de la caldeira; 4) ondes de pression du souffle atmosphérique avec effet sur la surface de la mer. Au cours de certaines phases de l’éruption, ces mécanismes ont probablement agi ensemble. Un bon exemple est la principale vague de tsunami qui a frappé l’île de Tongatapu à 65 km au sud du Hunga-Tonga. L’événement s’est produit un peu plus de 45 minutes après la première explosion majeure du volcan. Un mur d’eau de plusieurs mètres de hauteur s’est abattu sur la péninsule de Kanokupolu, détruisant au passage plusieurs stations balnéaires. Une anomalie de la pression atmosphérique peut avoir contribué à augmenter la hauteur des vagues du tsunami.

 

Le Hunga Tonga-Hunga Ha’apai après l’éruption du 15 janvier 2022 (Source : MAXAR technologies)

Et maintenant?

Des scientifiques de l’Université d’Auckland (Nouvelle-Zélande) ont publié un rapport qui formule des recommandations pour la résilience future.
Bien qu’il soit peu probable que le Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai produise une éruption semblable avant plusieurs siècles, il ne faudrait pas oublier qu’il existe au moins 10 volcans sous-marins dans cette région du Pacifique sud-ouest. Eux aussi pourraient entrer violemment en éruption sur une échelle de temps plus brève.
L’Institut national de recherche sur l’eau et l’atmosphère (NIWA) de Nouvelle-Zélande a publié une carte bathymétrique de la zone autour du volcan. Une comparaison avec les cartes de la caldeira, réalisées en 2015 et 2016, donc avant l’éruption, montre des changements majeurs.

Source: NIWA

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Lightning.

To study the lightning that accompanied the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai 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.

The low cooling effect.

The cooling effect of the Hunga Tonga Hunga Ha’apai eruption was very low. It did not exceed 0.004°C in the northern hemisphere and 0.01°C in the southern hemisphere. The key to the impact of a volcanic eruption on Earth’s temperature is the amount of sulfur dioxide (SO2) that was emitted by the volcano. For example, the Pinatubo eruption in 1991 caused a cooling of about 0.6°C that lasted nearly two years. The difference with the eruption in Tonga is that the ash released into the air by Mt Pinatubo contained about 50 times more sulfur dioxide.

Impact on the ozone layer.

Another possible consequence of the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption is that it may make the ozone hole larger in coming years. Indeed, the water emitted by the volcano has caused significant cooling in the stratosphere in southern mid-latitudes. Cooler temperatures in the stratosphere speed up the process of ozone degradation. When the stratosphere is cooler and there is a lot of water present at those altitudes, scientists observe more frequent formation of polar stratospheric clouds. They form during winter months when temperatures in the stratosphere are at their coldest, and provide the right chemical environment for chlorine-based ozone depleting substances, which were banned by the Montreal Protocal in 1989 but still linger in the air high above the planet. Once the stratosphere warms up when the Antarctic summer arrives, the ozone hole starts closing and usually disappears by the end of November.

According to scientists, the material from Hunga Tonga did not get into the ozone hole over Antarctica this year, but will certainly get there this coming year, Scientists, however, are not worried about this temporary increase in the ozone hole’s size as the Earth’s protective ozone layer, located at altitudes between 15 and 35 km, is recovering from the depletion caused by chemicals that had been used in aerosol sprays and refrigerants since the 1950s.

Cartography of the crater.

Researchers have mapped the Hunga Tonga Hunga Ha’apai crater. The caldera is now 4 km wide and drops 850 m below sea level. Before the eruption, the base of the volcano was at a depth of about 150 m. The volume of material emitted is estimated at at least 6.5 km3.

In addition to a general deepening of the caldera, large portions of the inner cliff walls have disappeared, particularly at the southern end of the crater. However, the volcano cone as it stands today appears structurally sound. The caldera is a bit larger in diameter and a bit shallower due to the inward side collapses. The northeast side looks a bit thin and flimsy; if he let go, a tsunami would endanger the Ha’apai Islands, but the structure of the volcano seems quite robust overall.

The eruptive process.

Scientists are beginning to get a good idea of the eruptive process that took place on January 15th, 2022. As the caldera fractured, seawater began to interact with the high-temperature magma that was decompressing as it ascended from the depths. There were deafening explosions caused by large-scale magma-water interactions.
Collected data indicates that at least 9.5 cubic kilometers of material was displaced during the event. NIWA explains that this volume is almost equivalent to that of 4,000 Egyptian pyramids. Two-thirds of the material consisted of ash and rock ejected from the volcano’s caldera.
This transport of materials took the form of pyroclastic flows. In the water, their very high temperature enveloped them in a cushion of steam thanks to which they were able to move without friction at very high speed. This is why these pyroclastic flows managed to overcome obstacles several hundred meters high. This explains, for example, the section of the submarine cable connecting Tonga to the Internet network. Much of the cable was severed, although it is 50 km south of Hunga-Tonga and beyond a large hill on the ocean floor.
The NIWA team explains that the water probablye moved in four ways to generate these tsunamis: 1) displacement of water under the effect of pyroclastic flows; 2) explosive power of the eruption which caused the water to move; 3) 700 meter subsidence of the caldera floor; 4) pressure waves from the atmospheric blast with effect on the surface of the sea. During certain phases of the eruption, these mechanisms probably acted together. A good example is the main tsunami wave that hit the island of Tongatapu 65 km south of Hunga-Tonga. The event occurred just over 45 minutes after the volcano’s first major explosion. A wall of water several meters high fell on the Kanokupolu peninsula, destroying several seaside resorts in the process. An anomaly in atmospheric pressure may have contributed to increasing the height of the tsunami waves.

And now?

Scientists from the University of Auckland (New Zealand) have published a report that  makes recommendations for future resilience.
Although the Hunga-Tonga Hunga-Ha’apai is unlikely to produce a similar eruption for several centuries, it should not be forgotten that there are at least 10 submarine volcanoes in this region of the southwest Pacific. They too could erupt violently on a shorter timescale.
New Zealand’s National Institute for Water and Atmospheric Research (NIWA) has released a bathymetric map of the area around the volcano. A comparison with the caldera maps, made in 2015 and 2016, so before the eruption, shows major changes.