Étiquette : climate change

Circulation océanique et climat (1ère partie) // Ocean circulation and climate (Part 1)

Aujourd’hui avec le réchauffement climatique, la crainte n’est plus que le ciel nous tombe sur la tête, mais que la circulation des courants océaniques se modifie, avec de sévères conséquences sur le climat de notre planète. Au cours de mes conférences, j’entends souvent des questions sur cette éventualité.

Ce ne serait pas la première fois que la circulation océanique subirait des modifications. Une nouvelle étude nous donne des précisions intéressantes quand au timing de l’évolution passée de la « circulation océanique méridienne de retournement atlantique », autrement connue sous le nom d’AMOC (Atlantic meridional overturning circulation). Dans l’Océan Atlantique, ce tapis roulant géant transporte les eaux chaudes des tropiques vers l’Atlantique Nord, où elles refroidissent et coulent puis retournent vers le sud dans les profondeurs de l’océan. L’AMOC est ainsi un acteur important du climat mondial, régulant les régimes climatiques dans l’Arctique, en Europe et dans le monde.

A plusieurs reprises, depuis la fin de la dernière glaciation, il y a 20 000 ans, l’AMOC s’est déjà effondré de façon brutale, ramenant le climat à des conditions glaciaires en Europe.

Des indices d’un ralentissement du système sont de plus en plus nombreux et certains scientifiques craignent qu’il puisse avoir des effets majeurs, tels que la baisse des températures en Europe et le réchauffement des eaux au large de la côte est des Etats-Unis, pouvant potentiellement nuire à la pêche et exacerber les ouragans.

Selon les prévisions, le réchauffement de la planète devrait affaiblir l’AMOC mais l’ampleur du changement reste incertaine. La plupart des modèles climatiques prévoient un ralentissement modéré mais pas un arrêt complet de l’AMOC.

Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications donne des indications sur la rapidité avec laquelle ces changements ont pu intervenir dans le passé. Une équipe scientifique de l’Observatoire de la Terre Lamont-Doherty de Columbia s’est concentrée sur une zone où l’eau coule de la surface vers le fond de l’Atlantique Nord. D’après les chercheurs, l’AMOC a commencé à s’affaiblir environ 400 ans avant la vague de froid majeure survenue il y a 13 000 ans. Puis l’AMOC a commencé à se renforcer environ 400 ans avant le réchauffement brutal qui s’est produit il y a 11 000 ans. Pour déterminer si les changements passés du transport océanique se produisaient avant ou après les changements brusques de climat qui ont ponctué la dernière déglaciation dans l’hémisphère nord, l’équipe scientifique a rassemblé les données tirées de sédiments au fond de la mer de Norvège, de sédiments lacustres du sud de la Scandinavie et de carottes de glace du Groenland. Les anciennes couches du lac contiennent des plantes en décomposition qui extraient le carbone 14 directement de l’atmosphère, ce qui permet de déterminer l’âge de chaque couche de sédiment du lac. Les auteurs de l’étude ont ensuite fait correspondre les couches de sédiments lacustres aux couches de sédiments marins. Cela a permis de révéler la rapidité avec laquelle l’eau coulait dans cette zone, et donc le processus appelé « formation d’eau profonde » qui est essentiel pour maintenir la circulation de l’AMOC. Pour parachever l’étude, il a fallu analyser les carottes de glace du Groenland et étudier les changements de température et de climat au cours de la même période. C’est ainsi que les chercheurs ont pu mettre en parallèle les changements de la circulation océanique et les changements climatiques.

La comparaison des données des échantillons a révélé que l’AMOC s’est affaibli dans la période qui a précédé la dernière vague de froid majeure de la planète il y a environ 13 000 ans. La circulation océanique a commencé à ralentir environ 400 ans avant la vague de froid, mais une fois que le climat a commencé à changer, les températures au Groenland ont rapidement chuté de 6 degrés environ.

Un schéma similaire est apparu vers la fin de cette vague de froid. Le courant a commencé à se renforcer environ 400 ans avant que l’atmosphère ne commence à se réchauffer de façon spectaculaire, sortant de l’ère glaciaire. Une fois que la déglaciation a commencé, le Groenland s’est réchauffé rapidement : sa température moyenne a augmenté d’environ 8 degrés en l’espace de quelques décennies, ce qui a provoqué la fonte des glaciers et la fonte des glaces de mer dans l’Atlantique Nord.

Source : global-climat.

———————————————

Today with global warming, the fear is no longer that the sky may fall on our heads, but that the circulation of ocean currents might change, with severe consequences on the climate of our planet. During my conferences, I often hear questions about this possibility.
This would not be the first time that ocean circulation would undergo modifications. A new study gives us interesting insights as to the timing of the past evolution of AMOC (Atlantic meridional overturning circulation). In the Atlantic Ocean, this giant conveyor transports the warm waters of the tropics to the North Atlantic, where they cool and sink and then return south into the depths of the ocean. AMOC is thus an important player in the global climate, regulating weather patterns in the Arctic, Europe and the world.
On several occasions, since the end of the last glaciation 20,000 years ago, AMOC has already collapsed abruptly, bringing the climate back to glacial conditions in Europe.
There is growing evidence of a slowing down of the system and some scientists fear that it may have major effects, such as lower temperatures in Europe and warmer waters off the east coast of the United States, potentially harmful to fishing and exacerbating hurricanes.
Global warming is predicted to weaken AMOC, but the extent of change remains uncertain. Most climate models predict a moderate slowdown but not a complete shutdown of AMOC.
A new study published in Nature Communications provides insight into how quickly these changes may have occurred in the past. A scientific team from the Lamont-Doherty Earth Observatory in Columbia has focused on an area where water is flowing from the surface to the bottom of the North Atlantic. According to the researchers, AMOC began to weaken about 400 years before the major cold wave of 13,000 years ago. Then AMOC began to strengthen about 400 years before the brutal warming that occurred 11,000 years ago. To determine whether past changes in ocean transport occurred before or after the sudden changes in climate that punctuated the last deglaciation in the northern hemisphere, the scientific team collected sediment data from the bottom of the Norwegian Sea, lake sediments from southern Scandinavia and ice cores from Greenland. The former layers of the lake contain decaying plants that extract Carbon 14 directly from the atmosphere, allowing the age of each lake sediment layer to be determined. The authors of the study then matched lake sediment layers to marine sediment layers. This revealed the speed with which water was flowing into this area, and thus the process called « deep water formation » which is essential to maintain the circulation of AMOC. To complete the study, it was necessary to analyze the ice cores of Greenland and study the changes in temperature and climate during the same period. As a result, researchers have been able to compare changes in ocean circulation with climate change.
The comparison of the sample data revealed that AMOC weakened in the period before the last major cold wave of the planet about 13,000 years ago. Ocean circulation began to slow down about 400 years before the cold wave, but once the climate began to change, temperatures in Greenland quickly dropped by about 6 degrees.
A similar pattern appeared towards the end of this cold snap. The current began to strengthen about 400 years before the atmosphere began to warm up dramatically, coming out of the ice age. Once the deglaciation began, Greenland warmed rapidly: its average temperature increased by about 8 degrees within a few decades, which caused the melting of glaciers and the melting of sea ice in the North Atlantic.
Source: global-climat.

Schéma montrant la circulation thermohaline [Source : GIEC]

Réchauffement climatique : Les données infrarouges confirment les relevés au sol // Climate change : Infrared data confirms ground surveys

L’excellent site « global-climat » nous apprend qu’une nouvelle étude effectuée par deux scientifiques de la NASA montre les résultats des mesures infrarouges de température de la surface de la Terre de 2003 à 2017 effectuées par le système AIRS (Atmospheric Infrared Sounder).

Les mesures infrarouges ont été comparées à des analyses d’anomalies de la température de surface effectuées par des stations au sol et à la surface des mers, principalement par le Goddard Institute for Space Studies (GISTEMP).

L’objectif était de voir si les résultats fournis par les nombreux ensembles de données basées au sol, comme GISTEMP, pouvaient être confirmés par des sondeurs infrarouges atmosphériques du système AIRS. Ce sondeur infrarouge à haute résolution spectrale, a été lancé sur le système satellitaire d’observation de la Terre – Earth Observation System (EOS) – Aqua en 2002.

Les résultats de la comparaison des mesures effectuées par les deux systèmes ont été publiés dans Environmental Research Letters. Les scientifiques ont constaté un haut niveau de cohérence au cours des 15 dernières années.

Les données AIRS sont un complément très intéressant de celles de GISTEMP car leur résolution spatiale est supérieure et leur couverture globale est plus complète. Les deux ensembles de données démontrent que la surface de la Terre s’est réchauffée à l’échelle mondiale au cours de la période d’observation disponible, et que 2016, 2017 et 2015 ont été les années les plus chaudes, dans cet ordre.

Les données AIRS reflètent la température à la surface des océans, des terres et des régions couvertes de neige et de glace dans les tous premiers millimètres. De leur côté, les données de surface GISTEMP sont un mélange d’anomalies de données atmosphériques fournies par des stations au sol et d’anomalies de température de surface de la mer. Ces mesures sont recueillies par un réseau mondial de stations météorologiques, de navires et de bouées.

Pour comparer les deux systèmes de mesures, les chercheurs ont construit des climatologies mensuelles pour chaque mois et pour chaque ensemble de données, en faisant la moyenne des valeurs mensuelles de 2003 à 2017, avec des anomalies pour un mois donné et  pour une année donnée.

Jusqu’à présent, les mesures satellites publiées par l’Université d’Alabama à Huntsville (UAH) et le Remote Sensing System (RSS), qui reflétaient la température de la troposphère inférieure, n’avaient pas servi de validation directe des mesures réalisées par les stations au sol. UAH et RSS ne mesurent pas directement la température à la surface du sol, mais interprètent la température à partir du rayonnement dans la basse troposphère.

La concordance des anomalies mensuelles moyennes globales des séries temporelles AIRS et GISTEMP est très bonne, avec une corrélation temporelle de 0,92. Les données AIRS indiquent une tendance au réchauffement à court terme légèrement supérieure à celle trouvée par GISTEMP. Les tendances moyennes mondiales sur 15 ans sont de 0,24°C par décennie pour AIRS et de 0,22°C par décennie pour GISTEMP. Les données GISTEMP des stations météorologiques et les mesures de la surface de l’océan ont l’avantage de remonter au 19ème siècle, ce qui permet des estimations du changement de température sur le long terme.

La comparaison entre AIRS et GISTEMP montre que les mesures à la surface sous-estiment peut-être les changements de température dans l’Arctique. Cela pourrait signifier que le réchauffement est plus rapide que prévu aux pôles. Les tendances de la température de surface fournies par les données AIRS indiquent que les mers de Barents et de Kara ont enregistré le réchauffement le plus important au cours des 15 dernières années, avec des tendances supérieures à 2,5°C par décennie.

Source : global-climat, NASA.

—————————————————–

One can read on the excellent website “global-climat” that a new study by two NASA scientists shows the results of measurements of the Earth’s surface temperature taken by the AIRS – Atmospheric Infrared Sounder – satellite from 2003 to 2017.
Infrared measurements were compared to analyses of surface temperature anomalies performed by ground and sea surface stations, mainly the Goddard Institute for Space Studies (GISTEMP).
The objective was to see if the results provided by many ground-based data sets, such as GISTEMP, could be confirmed by Atmospheric Infrared Sounders (AIRS). AIRS, a spectral high resolution infrared sounder, was launched on the Earth Observation System (EOS) – Aqua satellite in 2002.
The results of the comparison of the measurements made by the two systems have been published in Environmental Research Letters. Scientists have found a high level of consistency over the past 15 years.
The AIRS data is a very interesting complement to GISTEMP data because their spatial resolution is higher and their global coverage is more complete. Both datasets show that the Earth’s surface warmed globally during the available observation period, and that 2016, 2017 and 2015 were the warmest years, in that order.
AIRS data reflect the temperature of ocean, land and snow and ice covered surfaces in the very first millimetres. For their part, GISTEMP surface data is a mixture of atmospheric data anomalies provided by ground stations and sea surface temperature anomalies. These measurements are collected by a global network of weather stations, ships and buoys.
To compare the two measurement systems, researchers constructed monthly climatologies for each month and for each data set, averaging the monthly values ​​from 2003 to 2017, with anomalies for a given month and for a given year.
So far, the satellite measurements published by the University of Alabama at Huntsville (UAH) and the Remote Sensing System (RSS), which reflected the temperature of the lower troposphere, had not served as direct validation of measurements made by the ground stations. UAH and RSS do not directly measure the temperature at the soil surface, but interpret the temperature from radiation in the lower troposphere.
The concordance of the global mean monthly anomalies of the AIRS and GISTEMP time series is very good, with a temporal correlation of 0.92. The AIRS data indicate a short-term warming trend slightly higher than that found in GISTEMP. Global average trends over 15 years are 0.24°C per decade for AIRS and 0.22°C per decade for GISTEMP. GISTEMP data from meteorological stations and ocean surface measurements have the advantage of going back to the 19th century, which allows estimates of temperature change over the long term.
The comparison between AIRS and GISTEMP shows that surface measurements may have underestimated temperature changes in the Arctic. This could mean that warming is faster than expected at the poles. The surface temperature trends provided by the AIRS data indicate that the Barents and Kara seas recorded the greatest warming over the past 15 years, with trends greater than 2.5°C per decade.
Source: global-climat, NASA.

Courbe montrant la cohérence entre les relevés infrarouges satellitaires AIRS et les systèmes au sol comme GISTEMP (Source : Susskind et al 2019 (Environmental Research Letters)

– HadCRUT: Combinaison des mesures de température de la surface de la mer par le Hadley Centre et des mesures de température à la surface du sol par l’Unité de Recherche Climatique (CRU) de l’Université d’East Anglia.

– ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) : Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT).

 

 

Les morses et le réchauffement climatique // Walruses and global warming

Des images extraites du documentaire « Notre planète » sur Netflix montrent quelque 250 morses en train de se précipiter d’une falaise de 80 mètres de hauteur et mourir en contrebas. La scène se passe au cap Kozhevnikova, dans le district autonome de Tchoukotka, dans l’extrême nord-est de la Russie. Les réalisateurs attribuent cette hécatombe à la raréfaction de la banquise, due au réchauffement climatique. Ce n’est pas l’avis de certains scientifiques.

Dans mon dernier livre « Glaciers en Péril », un chapitre est consacré aux effets du réchauffement climatique sur la faune arctique. J’y explique que les animaux des régions arctiques sont parmi les premières victimes de la fonte de la glace. Les communautés qui vivent dans la Mer de Béring voient depuis plusieurs années une forte baisse de la population de morses qui constituent une part importante de leur nourriture. Les chasseurs et les scientifiques ont remarqué que les morses se sont éloignés des terrains de chasse traditionnels. La hausse des températures a fait fondre la glace sous laquelle les animaux avaient l’habitude de plonger et sur laquelle ils venaient se reposer. Ils ont migré vers des espaces situés plus au nord.

En septembre 2009, des centaines de morses ont été trouvés morts sur la côte nord-ouest de l’Alaska. La découverte coïncidait avec les rapports scientifiques précisant que la glace de l’Océan Arctique avait atteint le troisième niveau le plus bas jamais enregistré. Le Centre pour la Diversité Biologique a déclaré que le recul de la banquise prive les femelles et leurs petits de leur habitat naturel, de sorte qu’ils sont obligés d’atteindre le rivage et se rassemblent en groupes importants en compagnie des gros mâles. Lorsque quelque chose les effraye – l’activité humaine par exemple – des bousculades (« stampedes »)  peuvent se produire et on pense que les jeunes morses ont péri sous le poids des adultes.

Après quelques jours de repos sur le rivage, les morses ont besoin de regagner la mer pour se nourrir. Sur les images du documentaire, on comprend que leurs mouvements sont particulièrement restreints, car les individus sont tous collés les uns aux autres. Il leur est donc difficile de redescendre les pentes par le même chemin.

Les morses ont l’habitude de se regrouper pour notamment se prémunir contre d’éventuelles attaques. Comme je l’ai écrit plus haut, lors de l’attaque d’un ours polaire, de l’irruption d’un chasseur ou de l’approche d’un navire ou d’un avion à basse altitude, des bousculades sont parfois observées.  En 2007, une vingtaine d’ursidés ont déjà provoqué la chute de morses du haut d’une falaise, dans la même région que celle montrée par le documentaire. Dans ce mouvement de panique et cet effort pour regagner la mer, les individus les plus frêles trouvent parfois la mort. Les plus jeunes se retrouvent piétinés par les adultes, et même les adultes se retrouvent coincés, et meurent par la suite. Les réalisateurs du documentaire n’ont pas décelé une telle menace au cours du tournage.

Selon une scientifique, la présence d’un très grand nombre de morses au sommet d’une falaise est due au fait qu’il n’y avait plus suffisamment d’espace pour tout le monde au pied de cette même falaise. « La présence en hauteur de ces morses n’a rien de naturel ». Pour elle, cela est dû à une raréfaction des espaces disponibles pour ces animaux, suite à la fonte de la banquise et de la glace de mer où ces animaux avaient pour habitude de se rassembler. Le réchauffement climatique porte donc une part de responsabilité dans la mort des morses qui n’était absolument pas un suicide collectif.

Source : France Info, Glaciers en péril.

Lorsque les morses sont présents, une webcam montre les rassemblements à Round Island, en Alaska :

https://explore.org/livecams/walrus/walrus-cam-round-island

——————————————————

Images from the documentary « Our Planet » on Netflix show some 250 walrus rushing from a cliff 80 metres high and dying below. The scene takes place at Cape Kozhevnikova, in the Chukotka Autonomous District, in the far north-east of Russia. The film directors attribute this hecatomb to the rarefaction of the sea ice, due to global warming. This is not the opinion of some scientists.
In my latest book « Glaciers en Peril« , a chapter is devoted to the effects of global warming on Arctic wildlife. I explain that Arctic animals are among the first victims of melting ice. The communities that live in the Bering Sea have seen for many years a sharp decline in the walrus population that is an important part of their food. Hunters and scientists have noticed that walruses have moved away from traditional hunting grounds. Rising temperatures melted the ice under which the animals used to dive and on which they came to rest. They migrated to areas further north.
In September 2009, hundreds of walruses were found dead on the northwest coast of Alaska. The discovery coincided with scientific reports that the ice in the Arctic Ocean had reached the third lowest level ever recorded. The Center for Biological Diversity has stated that the retreat of the ice sheet is depriving females and their young of their natural habitat, so that they are forced to reach the shore and gather in large groups in the company of large males. When something scares them – human activity for example – stampedes can happen and young walruses are thought to have died under the weight of adults.
After a few days of rest on the shore, walruses need to return to the sea to feed. On the images of the documentary, we understand that their movements are particularly restricted, because the individuals are all glued to each other. It is therefore difficult for them to go down the slopes in the same way.
Walruses are used to group together to guard against possible attacks. As I wrote above, during the attack of a polar bear, the appearance of a hunter or the approach of a ship or a plane at low altitude, stampedes are sometimes observed. In 2007, about 20 polar bears caused the fall of walruses from the top of a cliff, in the same region as that is shown by the documentary. In this panic and effort to regain the sea, the frailest people sometimes dies. The youngest are trampled by adults, and even adults get stuck, and die later. The directors of the documentary did not detect such a threat during filming.
According to a scientist, the presence of a large number of walruses at the top of a cliff is due to the fact that there was not enough space for everyone at the foot of the same cliff. « The presence at height of these walruses is not natural ». For her, this is due to a scarcity of space available for these animals, following the melting of the sea ice where these animals used to gather. Global warming is therefore partly responsible for the death of the walruses, which was certainly not a collective suicide.
Source: France Info, Glaciers at Risk.

When walruses are present, a webcam shows the gatherings in Round Island, Alaska:
https://explore.org/livecams/walrus/walrus-cam-round-island

Capture d’écran de la webcam de Round Island

Rupture de la glace sur le Yukon à Dawson City (Canada) // Yukon River Breakup in Dawson City (Canada)

Voici un événement qui confirme que l’hiver dernier a été remarquablement doux dans l’Arctique. La débâcle du Yukon (lorsque le fleuve n’est plus obstrué par la glace) s’est produite en 2019 le 23 avril à 19h16. C’est la deuxième débâcle la plus précoce de l’histoire. Le record date du 23 avril 2016 à 11h15, soit 8 heures avant l’événement de 2019.
Depuis fort longtemps, la débâcle du Yukon à Dawson est au coeur d’une tradition de paris très active. L’heure et la date exactes de l’événement sont enregistrées chaque année depuis 1896. C’est le moment où la glace déplace un trépied installé sur le fleuve. Les habitants de Dawson attendent ce jour avec impatience. En effet, chaque année, les gens parient sur la date et l’heure exactes où la glace déplacera le trépied qui est relié par câble à une horloge. Lorsque le trépied se déplace, il arrête l’horloge et enregistre l’heure exacte de la rupture de la glace. En 2016, le gagnant a reçu la coquette somme de 4 340 dollars qui correspond à l’ensemble des mises. J’ai essayé de participer aux paris, mais les étrangers ne sont pas admis. Il existe une tradition semblable pour la débâcle de la rivière Tanana à Nenana, dans le centre de l’Alaska.

————————————————

Here is an event that confirms that the past winter was relatively mild in the Arctic. The Yukon River Breakup (when the river is no longer blocked by the ice) occurred in 2019 on April 23rd at 7:16 p.m. This was the second earliest breakup in history. The earliest one was in April 23rd 2016 at 11:15 a.m, 8 hours before the 2019 event.

The Yukon River Breakup in Dawson City is the focus of a vigorous betting tradition. The exact time and date of the event has been recorded annually since 1896. It is the moment when the ice moves the tripod set up on the river. Many residents in Dawson impatiently wait for the breakup. Indeed, every year, people bet on the exact date and time when the ice will move. The tripod is attached by cable to a clock. When the tripod moves, it stops the clock and records the exact time of breakup. In 2016, the winner received 4,340 dollars. There is a similar betting tradition for the breakup of the Tanana River in Nenana, in central Alaska.

Vue de Dawson City et du confluent entre le Yukon et le Klondike (Photo: C. Grandpey)

Le confluent au moment de la débâcle le 23 avril 2019 (Source: Sebastian Jones)

Vue de Dawson City (Photo: C. Grandpey)