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Changement climatique et circulation océanique // Climate change and ocean circulation

Avec le changement climatique et le réchauffement de la planète, une crainte majeure des scientifiques est que la hausse des températures puisse modifier la circulation mondiale des océans, avec des conséquences sur des courants comme le Gulf Stream.
Des scientifiques qui étudient un secteur de l’Atlantique Nord ont découvert de nouvelles preuves que l’eau douce produite par la fonte du Groenland et de la banquise arctique modifie déjà un processus clé qui contribue à la circulation mondiale des océans.
Dans les eaux froides qui se trouvent de part et d’autre du Groenland, la circulation océanique «se renverse» : les eaux de surface se déplacent vers le nord, deviennent plus froides et plus denses et finissent par s’enfoncer vers l’Antarctique à des profondeurs extrêmes. Toutefois, une trop grande quantité d’eau douce à la surface pourrait interférer avec cette convection car, étant moins salée, l’eau perd de sa densité et ne s’enfonce pas aussi facilement.
Dans une nouvelle étude, des scientifiques du Centre GEOMAR Helmholtz pour la Recherche Océanique à Kiel (Allemagne) ont découvert qu’après des étés particulièrement chauds dans la Mer d’Irminger, au sud-est du Groenland, la convection avait tendance à être perturbée en hiver. Dans certains cas, une couche d’eau de fonte reste à la surface de l’océan l’année suivante, au lieu de disparaître dans ses profondeurs dans le cadre de la circulation méridienne de retournement. Les dernières observations montrent que cette eau douce retarde considérablement la convection depuis plusieurs années.
La dernière étude repose sur un travail d’observation ; il ne s’agit pas d’une prévision, et personne ne sait vraiment quelle quantité d’eau douce serait suffisante pour ralentir ou arrêter de façon significative la Circulation Méridienne de Retournement – Atlantic Meridional Overturning (AMOC) – aussi appelée circulation thermohaline. Néanmoins, cela montre que des processus clés qui inquiètent le monde scientifique depuis longtemps sont maintenant en cours.
Pour rassembler toutes les données, les chercheurs ont parcouru en bateau la Mer d’Irminger. Là, ils ont récolté les données fournies par des balises qui effectuent des mesures des eaux dans les régions clés de la convection océanique. Les chercheurs possèdent maintenant des données qui s’étalent sur 13 années de mesures. Ils ont constaté qu’en hiver, l’air froid refroidit suffisamment l’eau de surface qui s’écoule vers le nord pour la rendre plus dense et la faire s’enfoncer. Toutefois, l’eau de fonte interfère avec ce processus et le retarde, faute d’une salinité suffisante. Dans les années où se déversent de grandes quantités d’eau de fonte, l’océan devient également plus chaud. Cela contribue à retarder le début de la convection car la couche superficielle de l’océan éprouve des difficultés à perdre suffisamment de chaleur pour s’enfoncer dans les profondeurs. L’étude a révélé que 40% des eaux de fonte se sont attardées dans la Mer d’Irminger pendant l’hiver 2010-2011.
L’étude n’est pas en mesure de prévoir le moment où ces processus atteindront un seuil critique et provoqueront un changement majeur vers un nouveau régime de circulation océanique. Les simulations du changement climatique montrent généralement que si la hausse globale des températures devait effectivement affaiblir la circulation méridienne de retournement dans l’Atlantique, le processus se ferait progressivement, mais les scientifiques reconnaissent que ces simulations ne sont pas nécessairement exhaustives. C’est pourquoi l’étude actuelle est très importante et représente une pièce maîtresse du puzzle.
Source: The Washington Post.

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With climate change and global warming, a major fear of scientists is that the rising temperatures may alter the global circulation of the oceans, with consequences on currents like the Gulf Stream.

Scientists studying a stretch of the North Atlantic have found new evidence that fresh water, likely melted from Greenland or Arctic sea ice, may already be altering a key process that helps drives the global circulation of the oceans.

In cold waters on either side of Greenland, the ocean circulation « overturns, » as surface waters travelling northward become colder and more dense and eventually sink, travelling back southward toward Antarctica at extreme depths. But too much fresh water at the surface could interfere with the convection because with less salt, the water loses density and does not sink as easily.

In a new research, scientists at the GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research in Kiel, Germany, found that following particularly warm summers in the remote Irminger Sea, convection tended to be more impaired in winter. In some cases, a layer of meltwater stayed atop the ocean into the next year, rather than vanishing into its depths as part of the overturning circulation. The latest observations show that there is actually freshwater and that it is already affecting the convection and it delays this convection quite a lot in some years.

However, this is an observational study, not a prediction for the future, and nobody really knows how much freshwater is enough to significantly slow or shut down the AMOC, an acronym for Atlantic Meridional Overturning Circulation.  Still, it suggests that key processes that have raised long-standing concern are already happening.

To collect the data, the researchers travelled by ship out into the Irminger Sea to the southeast of Greenland. There, they read data from ocean moorings that take measurements of the character of the waters in key regions of ocean convection. The researchers now have a 13-year record to draw upon from this area.

In winter, cold air chills the northward-flowing surface water in this region enough to cause it to become denser and sink. But meltwater interferes with and delays this process because, lacking salinity, it is less dense and so less prone to sink. In the high meltwater years, the ocean is also just warmer overall. That also delays the onset of convection because it is harder for the ocean surface layer to lose enough heat to sink. The study found that in the single year 2010, 40 percent of fresh meltwater managed to linger in the Irminger Sea over winter and into the next year.

There are no predictions in this study about when these processes would actually reach such a threshold or cause a major switch to a new regime. Climate change simulations have generally found that while global warming should indeed weaken the Atlantic overturning circulation, that should play out gradually, but scientists acknowledge that these simulations are not necessarily complete. That’s why the current study, also matters a great deal and represents an important piece in the puzzle.

Source : The Washington Post.

Circulation des courants de surface (courbes entières) et des courants profonds (courbes en pointillés) qui forment une partie de la circulation méridienne de retournement dans l’Atlantique (Source: Woods Hole Oceanographic Institution)

Des espèces menacées d’extinction par le réchauffement climatique // Global warming threatens many species with extinction

Il y a quelques jours, j’indiquais dans une note que les manchots royaux étaient menacés d’extinction en Antarctique à cause de la distance de plus en plus grande entre leurs zones de reproduction et d’alimentation.

Une étude parue le 14 mars 2018 dans la revue Climatic Change tire la sonnette d’alarme à l’échelle de la planète. Conduite par le WWF, elle met l’accent sur les risques d’érosion de la biodiversité selon le degré de réchauffement climatique et propose des conclusions alarmantes. Dans un scénario d’augmentation de la température globale de la planète de 4,5°C, près de 50 % des espèces qui vivent actuellement dans les régions les plus riches en biodiversité seront menacées d’extinction d’ici 2080. L’étude a été réalisée par le WWF en partenariat avec le Tyndall Centre for Climate Change de l’Université d’East Anglia.

Les chercheurs ont modélisé les conséquences du réchauffement climatique sur la biodiversité selon trois scénarios : un réchauffement à +2°C, un autre à +3,2°C et enfin un scénario à +4,5°C. Dans ce dernier scénario, la moitié des espèces qui peuplent actuellement les écorégions sont menacées d’extinction. Dans le scénario de +2°C, cette perte de biodiversité serait divisée par deux.
Le plus grave, c’est que d’après l’étude, certaines écorégions sont également très menacées dans le scénario à +2°C. C’est le cas de l’Amazonie et du plateau des Guyanes par exemple, qui abritent actuellement plus de 10 % de toutes les espèces connues sur Terre et jouent un rôle clef dans la régulation du climat mondial  Dans un monde à +2°C, ces régions risquent de voir plus de 4 plantes sur 10 disparaître localement. C’est également le cas du Sud-Ouest de l’Australie et de la Méditerranée qui verraient un tiers de leurs espèces disparaître à +2°C.

L’étude met aussi en évidence la nécessité de mettre en place des mesures d’adaptation dans les écorégions menacées. Elles permettraient aux espèces capables de se déplacer de trouver des « refuges climatiques » et d’emprunter des corridors écologiques. Le WWF explique que les plantes, les amphibiens et les reptiles qui rencontrent le plus de difficultés pour se déplacer sont particulièrement vulnérables dans tous les cas de figure.

Il faudrait également développer la sensibilisation des populations au réchauffement climatique et à l’érosion de la biodiversité mondiale. En effet, les populations humaines sont, elles aussi, directement affectées par le changement climatique, et les réponses qu’elles pourraient y apporter sont susceptibles d’accroître la pression sur une biodiversité qui se retrouve déjà affaiblie par les facteurs climatiques.
Source : WWF & presse internationale.

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A few days ago, I warned in a post that king penguins were threatened with extinction in Antarctica because of the increasing distance between their breeding and feeding areas.
A study published on March 14th, 2018 in the journal Climatic Change sounds the alarm on a global scale. Led by WWF, it focuses on the risks of erosion of biodiversity according to the degree of global warming and sets forth alarming conclusions. In a global temperature increase scenario of 4.5°C, nearly 50% of the species currently living in the most biodiverse regions will be threatened with extinction by 2080. The study was conducted by WWF in partnership with Tyndall Center for Climate Change at the University of East Anglia.
The researchers modeled the consequences of global warming on biodiversity according to three scenarios: a warming to + 2°C, another to + 3.2°C and finally a scenario to + 4.5°C. In the latter scenario, half of the species currently populating the ecoregions are threatened with extinction. In the + 2°C scenario, this loss of biodiversity would be halved.
Most importantly, according to the study, some ecoregions are also highly threatened in the + 2°C scenario. This is the case of the Amazon and the Guiana Shield, for example, which currently contain more than 10% of all known species on Earth and play a key role in regulating the global climate In a world at + 2°C these areas may see more than 4 out of 10 plants disappear locally. This is also the case in South West Australia and the Mediterranean, where one-third of their species will disappear at + 2°C.
The study also highlights the need for adaptation measures in threatened ecoregions. They would allow species capable of moving to find « climate refuges » and to use ecological corridors. WWF explains that plants, amphibians and reptiles that have the most difficulty moving around are particularly vulnerable in all cases.
There is also a need to increase awareness of global warming and the erosion of global biodiversity. Indeed, human populations are also directly affected by climate change, and the responses they could provide are likely to increase the pressure on biodiversity that is already weakened by climatic factors.
Source: WWF & International Press.

L’ours polaire fait partie des espèces les plus menacées par le changement climatique (Photo: C. Grandpey)

Bilan thermique de l’hiver arctique // Winter temperatures in the Arctic

Alors que l’été touche à sa fin dans l’hémisphère sud, il en va de même pour l’hiver dans la moitié nord du globe. S’agissant du nord de la planète, l’Arctique vient de connaître l’hiver le plus chaud de son histoire. La glace de mer a atteint la surface la plus faible jamais observée pour cette période de l’année, avec beaucoup d’eau libre dans des secteurs où l’océan est censé geler.
Les scientifiques affirment que ce qui se passe dans l’Arctique est du jamais vu et fait partie d’un cercle vicieux lié au réchauffement climatique qui joue probablement un rôle dans les vagues de froid observées en Europe et dans le nord-est des États-Unis.
Il a fait si chaud dans l’Arctique que la station météorologique terrestre la plus proche du pôle Nord, à la pointe du Groenland, a passé plus de 60 heures au-dessus de zéro en février 2018. Avant cette année, les scientifiques n’avaient vu la température de la région s’élever au-dessus de zéro qu’à deux reprises en février, et de manière très brève. Les températures record du mois dernier au Cap Morris Jesup ont été plus proches de celles d’un mois de mai !
Le Groenland n’est pas le seul endroit à avoir enregistré des températures record. A Barrow (Alaska), sur le Cercle Polaire arctique, le mois de février a été de 10 degrés Celsius plus chaud que la normale et l’hiver a été en moyenne de 7,8 degrés Celsius au-dessus de la normale. Sur plus d’une trentaine de stations météorologiques arctiques, 15 ont enregistré des températures d’au moins 5,6 degrés Celsius au-dessus de la normale pendant l’hiver.
Au cours des mois de décembre, janvier et février, l’ensemble des stations météorologiques de l’Arctique ont relevé des températures moyennes de 4,9 degrés Celsius supérieures à la normale. L’air au-dessus des mers des Tchouktches et de Bering, près de l’Alaska, était en moyenne de 11 degrés Celsius plus chaud que la normale en février.
En février, la glace de mer de l’Arctique couvrait 13,9 millions de kilomètres carrés, soit environ 160 000 kilomètres carrés de moins que le record historique établi l’an dernier. La couverture de glace de mer en février était également inférieure de 1,4 million de kilomètres carrés à la normale enregistrée sur 30 ans.
Près du Groenland, de l’air chaud s’est déplacé vers le nord au-dessus d’une partie de l’Atlantique où il y a habituellement de la glace de mer. Un phénomène semblable s’est produit dans le Pacifique avec de l’eau libre sur la mer de Bering qui est normalement gelée à cette époque. Un tel réchauffement de part et d’autre de l’Arctique est tout à fait inhabituel.
Selon les climatologues, même si certains fronts de pression sont à prendre en compte, il faut avant tout désigner le changement climatique comme principal responsable de la situation.
Sources:  National Weather Service, National Snow and Ice Data Center, Danish Meteorological Institute.

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While summer is coming to an end in the southern hemisphere, it is just the same for winter in the northern half of the globe. The conclusion of the observations on the north is that the Arctic just finished its warmest winter on record. Sea ice hit record lows for this time of year, with plenty of open water where ocean water normally freezes.

Scientists say that what is happening is unprecedented, part of a global warming-driven vicious cycle that likely plays a role in strong, icy storms in Europe and the U.S. Northeast.

It has been so unusually warm that the land weather station closest to the North Pole, at the tip of Greenland, spent more than 60 hours above freezing in February. Before this year, scientists had seen the temperature in the region rise above freezing in February only twice before, and only ever so briefly. Last month’s record-hot temperatures at Cape Morris Jesup have been more like those in May.

Greenland was by no means the only place with record temperatures. Across the Arctic Circle in Barrow, Alaska, February was10 degrees Celsius warmer than normal and the entire winter averaged 7.8 degrees Celsius above normal. Of nearly three dozen different Arctic weather stations, 15 of them were at least 5.6 degrees Celsius above normal for the winter.

Meteorologists consider December, January and February to be winter, and Arctic weather stations averaged 4.9 degrees Celsius warmer than normal for the season that just ended. The air above the Chukchi and Bering seas near Alaska averaged about 11 degrees Celsius warmer than normal for February.

In February, Arctic sea ice covered 13.9 million square kilometres, about 160,000 square kilometres smaller than last year’s record low. Sea ice coverage in February also was 1.4 million square kilometres below the 30-year normal.

Near Greenland, warm air moved north up over a section of the Atlantic that usually has sea ice. Something similar happened in the Pacific with open water on the normally iced up Bering Sea. To be happening on opposite sides of the Arctic at the same time is unusual.

According to climatologists, while some natural weather fronts were involved, climate change was clearly responsible for the situation.

Sources : National Weather Service, National Snow and Ice Data Center, Danish Meteorological Institute.

Photos: C. Grandpey

Records de chaleur en Nouvelle Zélande // Hottest summer on record in New Zealand

L’été touche à sa fin dans l’hémisphère sud et l’Agence Météorologique Nationale vient d’indiquer que la Nouvelle-Zélande a connu son été le plus chaud depuis le début des relevés. L’Agence met en garde contre une hausse durable du mercure faute d’une mobilisation contre le réchauffement climatique.

La température entre décembre et février a en moyenne été de 18,8°C en Nouvelle-Zélande, soit 2,1°C au-dessus de la moyenne enregistrée entre 1981 et 2010. Il s’agit de la valeur moyenne la plus élevée depuis le début des relevés en 1909 ; elle dépasse le précédent record (18,5°C) qui datait de 1934-35. Le mercure a notamment atteint les 38,7°C, un record, le 30 janvier à Alexandra, sur l’Île du Sud.

Selon les météorologues néo-zélandais, ces températures exceptionnelles ont été provoquées par divers facteurs, et notamment une hausse de la température de l’eau et l’arrivée de masse d’air chaud du Nord provoquée par le phénomène climatique La Niña. Le réchauffement climatique global est également en jeu et il faudra s’attendre à davantage de records de température si rien n’était fait pour enrayer ces dérèglements.

La vague de chaleur de ce dernier été a poussé le gouvernement a décréter l’état de sécheresse dans certaines zones du pays et à prendre des mesures pour venir en aide aux agriculteurs.

Source : Presse néo-zélandaise.

La chaleur fait fondre les glaciers. Il est utile de rappeler que les agences de tourisme locales n’organisent plus de randonnées sur les glaciers Frans-Josef et Fox. En effet, avec la fonte de la glace, les parois latérales de ces vallées glaciaires ont tendance à s’effondrer, avec des chutes de pierre qui mettraient en danger les randonneurs.

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Summer is coming to an end in the southern hemisphere and the National Meteorological Agency has just indicated that New Zealand has had its warmest summer since the surveys began. The Agency warns against a sustained rise in mercury if nothing is done against global warming.
December to February averaged 18.8°C in New Zealand, 2.1°C above the 1981 to 2010 average. This is the highest average value since the beginning of the surveys in 1909; it exceeds the previous record (18.5°C) dating back to 1934-35. Mercury reached a record 38.7°C on January 30th in Alexandra, South Island.
According to the New Zealand meteorologists, these exceptional temperatures were caused by various factors, including an increase in water temperature and the arrival of masses of hot air from the north caused by the La Niña weather phenomenon. Global warming is also held responsible and more temperature records are to be expected if nothing is done to stop these disturbances.
The summer heat wave prompted the government to declare drought in some areas of the country and take measures to help farmers.
Source: New Zealand Press.
The heat in New Zealand melts the glaciers. It is worth remembering that local tourist agencies no longer organize hikes on the Frans-Josef and Fox glaciers. Indeed, with the melting ice, the side walls of these glacial valleys tend to collapse, with rock falls that would put hikers at risk.

Photos: C. Grandpey