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Nouvelle approche de la grêle, phénomène météorologique destructeur // New approach to hail, a destructive weather phenomenon

Chaque année, les orages de grêle causent des millions d’euros de dégâts aux habitations, aux entreprises et aux cultures. Les grêlons peuvent parfois atteindre la taille d’une balle de tennis.

Photo: C. Grandpey

Cependant, la formation de ces boules de glace destructrices dans la haute troposphère demeure un mystère. La théorie la plus répandue est que les grêlons suivent un mouvement de recyclage, ce qui explique pourquoi ils contiennent souvent différentes couches de glace, de claire à opaque.

Une nouvelle étude de l’Académie chinoise des sciences, publiée dans la revue Advances in Atmospheric Sciences, nous explique que ce mouvement de recyclage n’est qu’une infime partie du phénomène de formation de la grêle. Dans cette étude, des scientifiques de l’Université de Pékin expliquent avoir utilisé l’analyse des isotopes stables pour recréer l’ ‘histoire’ de 27 spécimens de grêlons récoltés séparément lors de neuf orages en Chine. Grâce à cette méthode précise, l’équipe scientifique a pu déterminer à quel niveau de l’atmosphère certaines couches de grêlons se sont formées. Cela a permis de créer une carte verticale du trajet des morceaux de glace vers la Terre. Selon l’auteur principal de l’étude, « ces travaux modifient fondamentalement notre compréhension de la formation de la grêle. En allant au-delà des hypothèses et en nous appuyant sur des preuves chimiques réelles, nous obtenons une image plus précise de ces phénomènes météorologiques destructeurs. »
Sur les 27 grêlons étudiés, un seul présentait des signes révélateurs de la méthode de recyclage hypothétique, selon laquelle la grêle se déplace de haut en bas au sein d’un nuage d’orage. Une dizaine de grêlons ont montré qu’ils se sont formés lors d’une descente régulière vers l’atmosphère, et 13 autres présentaient des signes d’une seule poussée ascendante. Étonnamment, trois présentaient même des signes de mouvement quasi horizontal.
D’après les chercheurs, la grêle se forme généralement dans une plage de températures comprise entre environ -30 et -10 degrés Celsius. Cependant, les données de l’étude montrent que des embryons de grêlons peuvent se former en dehors de cette plage, entre environ -33,4 et -8,7 degrés Celsius. Bien que cela aille largement à l’encontre de la théorie précédente sur la formation des grêlons, les grêlons plus gros nécessitent un séjour prolongé dans cette zone pour que l’eau à très basse température forme davantage de couches. Cela explique pourquoi les orages les plus violents produisent souvent des grêlons plus gros.
Les chercheurs espèrent que la compréhension du mécanisme de formation des orages de grêle permettra d’améliorer les prévisions météorologiques et la capacité à estimer les dangers potentiels liés à de tels orages. Cependant, les médias scientifiques américains préviennent que l’amélioration des prévisions aux États-Unis pourrait s’avérer difficile sous l’administration Trump, qui impose des coupes budgétaires constantes à la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), qui supervise le National Weather Service (NWS). Les météorologues du NWS ont déjà signalé une dégradation des services de prévision en raison de la réduction du nombre de ballons météorologiques utilisés pour recueillir des données permettant de prévoir précisément les orages.
Source : Popular Mechanics via Yahoo News.

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Every year, hailstorms cause millions of euros in damage to homes, businesses, and crops. The hailsones can sometimes be as big as tennis balls. However, how these ice balls of destruction form in the upper troposphere has remained somewhat of a mystery. The predominant theory is that hailstones go through a recycling motion, which explains why they often contain varying layers of a clear and opaque ice.

Now, a new study from the Chinese Academy of Sciences and published in the journal Advances in Atmospheric Sciences suggests that this recycling motion is only a small part of the story. In the study, scientists at the Peking University explain that they used stable isotope analysis to effectively recreate the “history” of 27 hailstone specimens produced by nine separate storms in China. Using this precise method, the scientific team could pinpoint at what level in the atmosphere certain layers of the hailstones formed, creating a vertical map of the ice chunk’s journey toward the earth.

According to the lead author of the study,“this work fundamentally changes how we understand hail formation. By moving beyond assumptions to actual chemical evidence, we’re building a more accurate picture of these destructive weather phenomena.”

Of the 27 hailstones studied, only one of them displayed tell-tale signs of the hypothesized recycling method, in which hail travels up and down within a storm cloud. Some 10 stones showed that they formed while steadily descending toward the atmosphere, and another 13 displayed evidence of only one single upward push. Surprisingly, three even showed signs of nearly horizontal movement.

According to the researchers, hail typically forms in a temperature range between roughly -30 and -10 degrees Celsius. However, the data in the study data show that embryos of hailstones can actually form outside that gradient, between about -33.4 and -8.7 degrees Celsius. Although this largely refutes the previous theory behind hailstone formation, larger hailstones do require extended time in this zone for supercooled water to form more layers. This explains why stronger storms often produce larger hailstones.

The researchers hope that understanding the inner workings of hailstorm formation will help improve weather forecasting and the ability to estimate the potential dangers of a passing hailstorm. However, the U.S. scientific news media warn that improving forecasting capabilities in the U.S. may prove difficult under the Trump Administration, as it steadily levies cuts on the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), which oversees the National Weather Service (NWS). Meteorologists at NWS have already reported degraded forecasting services due to curtailed weather balloon launches used to help gather data for accurate storm prediction.

Source : Popular Mechanics via Yahoo News.

L’histoire du réchauffement climatique // The history of global warming

Officiellement, le réchauffement climatique est censé avoir commencé dans les années 1970. Cependant, bien avant cette date, et même avant la Guerre de Sécession (1861-1865) aux États-Unis, une scientifique américaine, Eunice Foote, a étudié la cause sous-jacente de la crise climatique actuelle.
En 1856, Eunice Foote a publié un bref article scientifique qui a été le premier à décrire l’extraordinaire pouvoir du dioxyde de carbone (CO2) à absorber la chaleur qui est la force motrice du réchauffement climatique. Lorsque la surface de la Terre se réchauffe, on pourrait penser que la chaleur va simplement se perdre dans l’espace. Ce n’est pas la cas car l’atmosphère reste plus chaude qu’on pourrait le penser, principalement en raison des gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone, le méthane et la vapeur d’eau, qui absorbent tous la chaleur émise. On les appelle « gaz à effet de serre » car, comme le verre d’une serre, ils emprisonnent la chaleur dans l’atmosphère terrestre et la renvoient à la surface de la planète.
Eunice Foote a effectué une expérience très simple. Elle a placé un thermomètre dans deux cylindres en verre ; elle a introduit du dioxyde de carbone dans l’un et de l’air dans l’autre et a placé les cylindres au soleil. Le cylindre contenant du dioxyde de carbone est devenu beaucoup plus chaud que celui contenant de l’air. La chercheuse a alors réalisé que le dioxyde de carbone absorbait fortement la chaleur de l’atmosphère.
Quelques années plus tard, en 1861, John Tyndall, un scientifique irlandais, a également mesuré l’absorption de chaleur du dioxyde de carbone et a reconnu les effets possibles sur le climat. Il a écrit qu’« un ajout presque inappréciable » de gaz comme le méthane aurait « de grands effets sur le climat ».
Au 19ème siècle, les activités humaines augmentaient déjà considérablement la teneur en dioxyde de carbone de l’atmosphère. La combustion de plus en plus de combustibles fossiles – charbon, puis pétrole et gaz – a ajouté une quantité sans cesse croissante de dioxyde de carbone dans l’air.
La première estimation quantitative du réchauffement climatique induit par le dioxyde de carbone a été faite par Svante Arrhenius, un scientifique suédois et lauréat du prix Nobel. En 1896, il a calculé que « la température dans les régions arctiques augmenterait de 8 ou 9 degrés Celsius si le dioxyde de carbone augmentait de 2,5 à 3 fois » son niveau de l’époque. En effet, depuis 1900, le dioxyde de carbone atmosphérique est passé d’environ 300 parties par million à plus de 420 ppm en raison des activités humaines, et l’Arctique s’est déjà réchauffé d’environ 3,8 °C. Cette évolution apparaît parfaitement dans la Courbe de Keeling à laquelle je fais souvent référence.

Le 14 février 2025, les concentrations de CO2 dans l’atmosphère atteignaient plus de 427 ppm contre 300 ppm au début du 20èle siècle et environ 280 ppm avant l’ère industrielle.  !

Nils Ekholm, un météorologue suédois, était de cet avis. Il a écrit en 1901 que « la combustion actuelle de charbon est si importante que si elle continue… elle provoquera sans aucun doute une augmentation très forte de la température moyenne de la Terre ».
Tout cela signifie que le réchauffement climatique était déjà chose admise il y a plus d’un siècle. Au départ, les scientifiques pensaient qu’une petite hausse de la température sur Terre pourrait être un avantage, mais ils ne pouvaient pas imaginer l’augmentation énorme à venir de l’utilisation des combustibles fossiles.

En 1937, l’ingénieur anglais Guy Callendar a étudié la corrélation entre la hausse des températures et la hausse des niveaux de dioxyde de carbone.
En 1965, les scientifiques ont alerté le président américain Lyndon Johnson sur le risque climatique induit par les émissions de gaz à effet de serre. Ils ont lancé des avertissements concernant les températures élevées, la fonte des calottes glaciaires, la montée du niveau de la mer et l’acidification des eaux océaniques.
Au cours des 50 années qui ont suivi cet avertissement, la glace a continué de fondre, le niveau de la mer n’a cessé d’augmenter et l’acidification due à l’absorption toujours croissante de dioxyde de carbone avec la formation d’acide carbonique est devenue un problème critique pour les organismes vivant dans les océans.
Nos gouvernants sont lents à réagir. Certains approuvent l’approche adoptée par certaines sociétés de combustibles fossiles, qui consiste à nier et à mettre en doute la vérité, tandis que d’autres veulent « attendre et voir », malgré les preuves accablantes, tout en sachant que les dommages et les coûts continueront d’augmenter.
Aujourd’hui, la réalité dépasse les modèles scientifiques. Sécheresses et vagues de chaleur, températures record et incendies de forêt, pluies intenses et ouragans de plus en plus puissants sont les signes d’un dérèglement climatique qui ne cesse de s’amplifier.
Eunice Foote a explicitement lancé une mise en garde il y a 169 ans. Pourquoi ne l’avons-nous pas écoutée plus attentivement ?
Source : The Conversation via Yahoo News.

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Officially, global warming is supposed to have started in the 1970s. However, long before that date, and even before the U.S. Civil War (1861-1865), an American scientist named Eunice Foote documented the underlying cause of today’s climate change crisis.

In 1856. Eunice Foote released a brief scientific paper which was the first to describe the extraordinary power of carbon dioxide (CO2) to absorb heat which is the driving force of global warming. As Earth’s surface heats, one might think that the heat would just radiate back into space. Hpwever, the atmosphere stays hotter than expected mainly due to greenhouse gases such as carbon dioxide, methane and atmospheric water vapor, which all absorb outgoing heat. They are called “greenhouse gases” because like the glass of a greenhouse, they trap heat in Earth’s atmosphere and radiate it back to the planet’s surface.

Eunice Foote conducted a simple experiment. She put a thermometer in each of two glass cylinders, pumped carbon dioxide gas into one and air into the other and set the cylinders in the Sun. The cylinder containing carbon dioxide got much hotter than the one with air, and Foote realized that carbon dioxide strongly absorbed heat in the atmosphere.

A few years later, in 1861, John Tyndall, an Irish scientist, also measured the heat absorption of carbon dioxide and recognized the possible effects on the climate and wrote that “an almost inappreciable addition” of gases like methane would have “great effects on climate.”

By the 1800s, human activities were already dramatically increasing the carbon dioxide in the atmosphere. Burning more and more fossil fuels – coal and eventually oil and gas – added an ever-increasing amount of carbon dioxide into the air.

The first quantitative estimate of carbon dioxide-induced global warming was made by Svante Arrhenius, a Swedish scientist and Nobel laureate. In 1896, he calculated that “the temperature in the Arctic regions would rise 8 or 9 degrees Celsius if carbon dioxide increased to 2.5 or 3 times” its level at that time. Indeed, since 1900 atmospheric carbon dioxide has risen from about 300 parts per million to over 420 ppm as a result of human activities, and the Arctic has already warmed by about 3.8 C.

Nils Ekholm, a Swedish meteorologist, agreed, writing in 1901 that “the present burning of pit-coal is so great that if it continues … it must undoubtedly cause a very obvious rise in the mean temperature of the Earth.”

All this means that global warming was already understood over a century ago. Initially, scientists thought a possible small rise in the Earth’s temperature could be a benefit, but these scientists could not envision the coming huge increases in fossil fuel use.

In 1937, English engineer Guy Callendar documented how rising temperatures correlated with rising carbon dioxide levels.

In 1965, scientists warned U.S. President Lyndon Johnson about the growing climate risk. They issued clear warnings of high temperatures, melting ice caps, rising sea levels and acidification of ocean waters.

In the half-century that has followed that warning, more of the ice has melted, sea level has risen further and acidification due to ever increasing absorption of carbon dioxide forming carbonic acid has become a critical problem for ocean-dwelling organisms

Politicians are slow to respond. Some follow an approach that has been used by some fossil fuel companies of denying and casting doubt on the truth, while others want to “wait and see,” despite the overwhelming evidence that harm and costs will continue to rise.

Today, reality is now fast overtaking scientific models.Severe droughts and heat waves, record high temperatures and wildfires, intense rains and more powerful hurricanes are all harbingers of increasing climate disruption.

Eunice Foote explicitly warned about the basic science 169 years ago. Why haven’t we listened more closely?

Source : The Conversation via Yahoo News.

Antarctique : record de remontée dans le temps // Antarctica : record-breaking journey back in time

Le 9 janvier 2025, une équipe scientifique européenne a annoncé avoir trouvé en Antarctique de la glace contenant des informations cruciales pour connaître le climat passé de la Terre sur 1,2 million d’années. Cette découverte repousse de 400.000 ans le record précédent.

Les chercheurs du programme « Beyond EPICA-Oldest Ice », un consortium de douze institutions scientifiques européennes, ont foré avec succès une carotte de glace de 2.800 mètres de long et atteint le substrat rocheux sous la calotte glaciaire de l’Antarctique.

Les échantillons collectés permettront de reconstruire, pour la première fois, des paramètres importants du climat de la Terre et la composition de son atmosphère au-delà de 800.000 ans dans le passé, ce qui était le précédent record établi en 2024 par le même projet scientifique. Selon les premiers résultats d’analyse, cette couche de glace fournirait un enregistrement climatique continu d’1,2 million d’années minimum.

Il se pourrait même que les chercheurs obtiennent des informations climatiques au-delà de ce laps de temps, à condition de pouvoir exploiter les échantillons des 200 mètres les plus profonds. Des analyses complémentaires seront nécessaires pour déterminer si cette glace est exploitable, une fois rapportée en Europe par bateau, conservée à -50°C.

L’extraction de la dernière carotte de glace représente l’enregistrement continu le plus long de notre climat passé. Il peut révéler le lien entre le cycle du carbone et la température de notre planète. Chaque mètre de glace compressée enregistre des données climatiques (températures, concentration en CO2, etc) pour une période allant jusqu’à 13.000 années.

Les analyses de cette glace très ancienne devraient permettre d’élucider les raisons de la mystérieuse transition survenue au cours du mi-Pléistocène, une période entre 900.000 ans et 1,2 million d’années, durant laquelle les cycles glaciaires ont vu leur amplitude augmenter et leur période passer de 41.000 ans à 100.000 ans, potentiellement sous l’effet de variations de la concentration du CO2 dans l’atmosphère.

Pour réussir à extraire la carotte de glace, il a fallu aux scientifiques plus de 200 jours d’opérations de forage et de traitement des carottes de glace sur quatre étés australs d’affilée. Ils ont travaillé dans l’environnement hostile du plateau central de l’Antarctique, à 3.200 mètres d’altitude et sous une température estivale moyenne de -35°C.

Le communiqué ajoute que la datation des roches sous-jacentes sera entreprise pour déterminer quand cette région de l’Antarctique a été libre de glace pour la dernière fois.

Source : presse européenne.

Source: British Antarctic Survey (BAS)

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On January 9th, 2025, a European scientific team announced that they had found ice in Antarctica containing crucial information for understanding the Earth’s past climate over 1.2 million years. This discovery pushes back the previous record by 400,000 years.
Researchers from the « Beyond EPICA-Oldest Ice » program, a consortium of twelve European scientific institutions, successfully drilled a 2,800-meter-long ice core and reached the bedrock beneath the Antarctic ice cap.
The collected samples will make it possible to reconstruct, for the first time, important parameters of the Earth’s climate and the composition of its atmosphere beyond 800,000 years in the past, which was the previous record set in 2024 by the same scientific project. According to the first analysis results, this ice layer would provide a continuous climate record of at least 1.2 million years.
It is even possible that researchers will obtain climate information beyond this time period, provided that they can exploit the samples from the deepest 200 meters. Further analyses will be necessary to determine whether this ice is exploitable, once it is brought back to Europe by boat, stored at -50°C.
The extraction of the last ice core represents the longest continuous record of our past climate. It can reveal the link between the carbon cycle and the temperature of our planet. Each meter of compressed ice records climate data (temperatures, CO2 concentration, etc.) for a period of up to 13,000 years.
Analysis of this very old ice should help shed light on the reasons for the mysterious transition that occurred during the mid-Pleistocene, a period between 900,000 and 1.2 million years ago, during which glacial cycles increased in amplitude and period from 41,000 years to 100,000 years, potentially due to changes in atmospheric CO2 concentrations.
To successfully extract the ice core, scientists spent more than 200 days drilling and processing the ice cores over four consecutive austral summers. They worked in the harsh environment of the central Antarctic plateau, at an altitude of 3,200 metres and with an average summer temperature of -35°C.
The statement added that dating of the underlying rocks will be undertaken to determine when this region of Antarctica was last ice-free.

Source : European news media.

Planète Mars : nouvelle image d’Olympus Mons // Mars : a new image of Olympus Mons

La mission Mars Odyssey de la NASA est un exploit en soi. Le vaisseau spatial a été lancé en 2001, il y a donc 23 ans, et est toujours opérationnel. Le robot a franchi une nouvelle étape le 30 juin 2024, jour où il a effectué sa 100 000ème rotation autour de la Planète rouge. Au cours de ces voyages, il a cartographié les minéraux et la glace sur la surface martienne, identifié des sites d’atterrissage pour les missions futures et a relayé ces données vers la Terre avec l’aide des rovers envoyés par la NASA.
Les scientifiques ont récemment utilisé l’appareil photo à bord du vaisseau spatial pour obtenir une image assez exceptionnelle d’Olympus Mons, le plus haut volcan du système solaire. L’image fait partie du programme de la mission Mars Odyssey pour fournir des vues à haute altitude de l’horizon de la planète. La première de ces vues a été publiée fin 2023. Semblable à la perspective de la Terre telle que peuvent la voir des astronautes à bord de la Station spatiale internationale (ISS), cette image permettra aux scientifiques d’en apprendre davantage sur les nuages ​​et la poussière en suspension dans l’atmosphère martienne.

Prise le 11 mars 2024, la photo la plus récente de l’horizon martien montre Olympus Mons, volcan bouclier dont la base présente un diamètre de 600 kilomètres, avec une hauteur de 27 kilomètres.
Normalement, les images du volcan vu du dessus pendant les survols présentent des bandes étroites, mais en orientant le vaisseau spatial vers l’horizon, les scientifiques ont réussi à montrer toute l’ampleur du volcan au-dessus du paysage martien. De plus, l’image fournit des données scientifiques exceptionnelles. En plus de donner un aperçu des nuages ​​et la poussière, une telle image, qui couvre plusieurs saisons, fournit des détails supplémentaires sur l’atmosphère martienne. Une bande d’un blanc bleuté dans la partie inférieure de l’atmosphère indique la quantité de poussière présente à cet endroit au début de l’automne, période où on observe généralement les tempêtes de poussière sur Mars. La couche violacée au-dessus de cette bande est probablement due à un mélange de poussière rouge et de nuages ​​​​de glace bleuâtres. Enfin, vers le haut de l’image, une couche bleu-vert est visible là où les nuages ​​​​de glace s’élèvent à une cinquantaine de kilomètres d’altitude.
Le robot de la mission Mars Odyssey a obtenu cette image avec un appareil photo sensible à la chaleur, le Thermal Emission Imaging System, ou THEMIS, mis au point par par l’Arizona State University à Tempe. En utilisant les propulseurs situés autour du vaisseau spatial, ce dernier est capable d’orienter THEMIS vers différentes parties de la surface martienne ou même opérer une lente rotation pour observer les minuscules lunes de Mars, Phobos et Deimos. C’est de cette façon que la NASA a pu obtenir cette belle image d’Olympus Mons.
Source : NASA.

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NASA’s Mars Odyssey mission is a feat in itself. The spacecraft was launched in 2001,23 years ago, and is still operational. The robot marked a new milestone on June 30th, 2024, the day when performed its 100,000th trip around the Red Planet. During that time, the Mars Odyssey orbiter has been mapping minerals and ice across the Martian surface, identifying landing sites for future missions, and relaying data to Earth from NASA’s rovers.

Scientists recently used the orbiter’s camera to take a stunning new image of Olympus Mons, the tallest volcano in the solar system. The image is part of a continuing effort by the Odyssey team to provide high-altitude views of the planet’s horizon. The first of these views was published in late 2023. Similar to the perspective of Earth astronauts get aboard the International Space Station, the view enables scientists to learn more about clouds and airborne dust at Mars.

Taken on March 11th, 2024, the most recent horizon image captures Olympus Mons in all its glory. With a base that sprawls across 600 kilometers, the shield volcano rises to a height of 27 kilometers.

Normally the pictures of Olympus Mons sent by the orbiter Olympus include narrow strips from above, but by turning the spacecraft toward the horizon, the robot was able to show in a single image how large the volcano looms over the landscape. Moreover, the image provides scientists with exceptionzl scientific data. In addition to offering a freeze frame of clouds and dust, such images, when taken across many seasons, can give a more detailed understanding of the Martian atmosphere. A bluish-white band at the bottom of the atmosphere hints at how much dust was present at this location during early autumn, a period when dust storms are typically observed on Mars. The purplish layer above that band was likely due to a mixture of the planet’s red dust with some bluish water-ice clouds. Finally, toward the top of the image, a blue-green layer can be seen where water-ice clouds reach up about 50 kilometers into the sky.

The Odyssey orbiter captured the scene with a heat-sensitive camera called the Thermal Emission Imaging System, or THEMIS, developed by Arizona State University in Tempe. By firing thrusters located around the spacecraft, Odyssey can point THEMIS at different parts of the surface or even slowly roll over to view Mars’ tiny moons, Phobos and Deimos. In this way, it was able to get good views of Olympus Mons.

Source : NASA.