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France : les émissions de CO2 baissent, mais pas les concentrations dans l’atmosphère !

Avant de commencer à lire cette note, je vous invite à prendre un globe terrestre et regarder la place occupée par la France sur notre planète. Vous constaterez que notre pays a une taille modeste par rapport à beaucoup d’autres. Avec ses 672 051 km2 (outre-mer compris) et 551 695 km2 (métropole seule), la France se classe au 47ème rang mondial pour la superficie (0,4 % des terres émergées). et au 20ème rang pour la population (1 % de la population de la planète). La France n’est pas le centre du monde, comme certains ont tendance à le croire!

Il faut donc relativiser quand un membre du gouvernement fait des effets d’annonce. Ces derniers jours, Christophe Béchu, ministre de la Transition Ecologique a clamé haut et fort que les émissions de gaz à effet de serre en France ont diminué de 4,8% en 2023. Il a ajouté que cette baisse « vaut dans tous les secteurs », notamment en ce qui concerne les bâtiments et l’industrie, même si elle est « plus modeste dans les transports »,

C’est bien, même très bien, mais pour que l’atmosphère de notre planète tire un bénéfice de ces bons résultats nationaux, il faudrait que la baisse des émissions ait lieu dans tous les pays, en particulier ceux qui polluent le plus, comme l’Inde, la Chine, ou les Etats Unis. Si les émissions de CO2 ont baissé de 3% aux Etats Unis en 2023, elles ont augmenté de 4% en Chine et de plus de 8% en Inde, et elles sont restées relativement stables dans le reste du monde. Au vu de ces chiffres, on s’aperçoit que le compte n’y est pas et que les émissions de CO2 restent encore beaucoup trop élevées.

Évolution des émissions de CO2 par pays, en milliards de tonnes (Source : Global Carbon Project)

Dans mes notes relatives au réchauffement climatique, je mets en garde contre la confusion souvent faite par les journalistes entre les émissions et les concentrations de CO2. Si les émissions ont tendance à se stabiliser, voire décroître, dans certaines régions du monde, les concentrations montrent un niveau record, avec une hausse permanente. Pour s’en rendre compte, il suffit de regarder la Courbe de Keeling qui traduit les émissions de CO2 sur le Mauna Loa, un volcan hawaiien.

Les concentrations atteignent en ce moment plus de 426 ppm et ne montrent pas le moindre signe de stabilisation ou de déclin, ce qui est fort inquiétant. Tant que les concentrations maintiendront un tel niveau, les températures globales continueront de croître, avec les connaissances que l’on sait, en particulier sur les glaciers et la banquise, et sur le niveau des océans.

 

Concentrations de CO2 dans l’atmosphère le 20 mars 2024 (Source : Scripps Institution)

Le ministre de la Transition Ecologique a reconnu que le point faible concernant les émissions de CO2 est celui des transports qui, pourtant, contribuent pour beaucoup à leur hausse en représentant 31% des émissions.

Dans ce domaine, il est étonnant de constater que le « leasing social » de voitures électriques ait été été stoppé pour 2024 dès le mois de février.

Il est étonnant aussi d’entendre parler de l’arrivée de méga camions qui ne seront probablement pas dotés de moteurs électriques, comme d’ailleurs le reste de la flotte de poids lourds en Europe et dans le monde en général. Le pourcentage de camions électriques dans le monde atteint péniblement 0,1%.

S’agissant de la motorisation électrique, il serait souhaitable que les campagnes de publicité ne ciblent pas seulement les véhicules légers, mais pour cela, il faudra vaincre les réticences du lobby du transport routier ! Quand on voit le prix des voitures électriques (vous remarquerez que le prix réel n’est jamais affiché, seulement le montant des mensualités!), on est en droit de penser que les camions électriques doivent coûter une petite fortune…

Hawaii : calme plat sur le Kilauea et le Mauna Loa // Hawaii : dead calm on Kilauea and Mauna Loa

La situation est très calme à Hawaï ces jours-ci.
Le Kilauea n’est pas en éruption. Le HVO précise qu’en raison du faible niveau de sismicité depuis plusieurs semaines, les mises à jour quotidiennes seront remplacées par des mises à jour hebdomadaires. On a seulement enregistré une quarantaine de séismes sous le sommet au cours de la première semaine de mars 2024, à des profondeurs de 1 à 8 km sous la surface et avec des magnitudes inférieures à M2,0.
La déformation du sol reste faible.
Les émissions de SO2 restent faibles, elles aussi, depuis octobre 2023, avec environ 85 tonnes par jour au 1er mars.
La sismicité dans l’Upper East Rift Zone et dans la zone du Rift Sud-Ouest du Kilauea reste faible. Aucune activité particulière n’a été observée ailleurs le long des zones de rift.

Hormis quelques fumerolles, aucune activité n’est observée sur le Kilauea (Image webcam)

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La sismicité sous le sommet et les flancs supérieurs du Mauna Loa a été relativement faible au cours du mois dernier ; une quarantaine de séismes de faible magnitude (inférieure à M3,0) ont été détectés. Il y a eu très peu de sismicité à une profondeur supérieure à 13 km.
Les données GPS sur le Mauna Loa montrent une légère tendance inflationniste suite à l’éruption de 2022 et le magma commence à remplir à nouveau le réservoir.
Les données sur les gaz et la température n’ont montré aucun changement significatif au cours du mois dernier.
Source : HVO.

Image de l’éruption de 2022 (Crédit photo: USGS)

Le Mauna Loa est également le lieu où sont enregistrées les concentrations de CO2. Elles permettent d’élaborer la courbe de Keeling. Les concentrations ne cessent d’augmenter et atteignent plus de 427 ppm à la mi-mars 2024, avec une hausse record d’environ 8 ppm en seulement un an !
Source : NOAA.

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The situation is very quiet in Hawaii these days.

Kilauea is not erupting. HVO specifies that due to continued low rates of seismicity, daily updates will be replaced by weekly ones. There were only 40 earthquakes recorded beneath the summit over the first week of March 2024, at depths of 1–8 km below the surface, and with magnitudes below M2.0.

Ground deformation remains low.

SO2 emissions have remained low since October 2023, with about 85 tonnes per day on March 1st.

Seismicity in Kilauea’s upper East Rift Zone and Southwest Rift Zone remain low. No unusual activity has been noted anywhere along the rift zones.

Shallow seismicity beneath Mauna Loa‘s summit and upper-elevation flanks has been relatively low over the past month; approximately 42 small-magnitude earthquakes (below M3.0) were detected. There were very few earthquakes deeper than 13 km.

Data from GPS instruments on Mauna Loa, record a small inflationary trend as the volcano recovers from the 2022 eruption, and magma begins to replenish the reservoir system.
Gas and temperature data show no significant changes in the past month.

Source : HVO.

Mauna Loa is also the place where CO2 concentrations are recorded. They allow to work out the Keeling Curve. The concentrations keep rising, reaching more than 427 ppm by mid-March 2024, which means a record increase of about 8 ppm in just one year !

Source : NOAA.

Moins d’avions pour sauver le planète ? // Fewer planes to save the planet ?

Au moment où les compagnies prévoient un doublement du trafic aérien en 20 ans, on peut se poser des questions sur l’impact des avions sur le climat. Au printemps 2020, avec la crise sanitaire du Covid-19, de nombreux vols ont été annulés partout sur Terre. La conséquence a été immédiate : sur l’ensemble de l’année, les émissions de gaz à effet de serre de l’aviation civile ont drastiquement baissé de 60 %. Ces gaz résultent principalement de la combustion de kérosène dans les réacteurs, avec des émissions de dioxyde de carbone (CO2), un gaz à effet de serre qui s’accumule dans l’atmosphère et dont les émissions représentent entre 2,5 % et 3,5% des émissions anthropiques de CO2 dans le monde.

Les avions en vol rejettent des résidus du carburant qu’ils consomment. Ces particules favorisent par condensation la formation de cirrus, fins nuages vaporeux qui empêchent la chaleur de se dissiper et contribuent donc au réchauffement climatique. Ces traînées de condensation constituées de cristaux de glace, vont former des nuages artificiels autour des particules contenues dans les gaz d’échappement des avions. Les cirrus vont emprisonner la chaleur dans l’atmosphère terrestre. Des scientifiques estiment que les réduire pourrait donc permettre de ralentir la progression du réchauffement climatique.

Comme je l’ai écrit plus haut, en 2020, au cours de la pandémie de Covid, la circulation aérienne a été fortement limitée par les mesures de confinement. Durant cette période, le ciel a été plus dégagé. En absence d’avions, le nombre de cirrus a été réduit de 9%, et ceux qui se sont formés étaient un peu moins denses.

L’arrêt des avions a forcément eu un effet bénéfique immédiat sur le réchauffement climatique, mais il faut être prudent avant de tirer des conclusions hâtives. Il est vrai que les ÉMISSIONS de gaz polluants ont baissé de manière significative. Les paysages n’étaient plus recouverts de brume. En Inde, on pouvait voir la chaîne himalayenne de très loin.

Le problème, c’est que dans le même temps les CONCENTRATIONS de CO2 dans l’atmosphère ne baissaient pas. Je regardais chaque jour la Courbe de Keeling qui enregistre les concentrations de gaz carbonique sur le Mauna Loa à Hawaii et aucune baisse de concentrations ne s’est produite pendant la pandémie. A supposer (douce illusion) que nous arrêtions brutalement d’émettre des gaz à effet de serre, il faudrait plusieurs décennies avant que l’atmosphère retrouve un semblant de propreté et d’équilibre.

Avant la crise Covid, l’aviation connaissait un essor rapide.  Si cette évolution se poursuit, les émissions de carbone des avions augmenteront beaucoup l’effet de serre. De plus, elles provoqueront la formation de plus de cirrus. Vu le développement de ce mode de transport, le réchauffement provoqué par les cirrus pourrait tripler vers 2050.

Une solution pourrait résider dans l’observation par satellite. Désormais, les compagnies aériennes seraient en mesure de faire voler leurs avions sans créer de traînées de condensation. Il s’agirait d’éviter les régions dites « sursaturées de glace » et particulièrement humides de l’atmosphère. Là, des traînées de longue durée peuvent, en effet, se former. Cela impliquerait des changements d’altitude similaires à ceux que les pilotes effectuent déjà pour éviter les zones de turbulences. Le problème, c’est que les manœuvres supplémentaires effectuées par les pilotes entraîneraient l’augmentation de la consommation de carburant à hauteur d’environ 2 %.

Une autre solution réside peut-être dans la conception de nouveaux carburants. Des combustibles plus propres pourraient limiter la condensation des nuages, et les émissions de CO2 aéronautiques devraient aussi être sérieusement limitées.

En tout cas, ce ne sont pas les participants aux différentes COP qui sont en train de donner l’exemple. Le bilan carbone de ces réunions est une catastrophe.

 

Crédit photo : National Weather Service

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At a time when companies are forecasting a doubling of air traffic in 20 years, we can ask questions about the impact of planes on the climate. In spring 2020, with the Covid-19 health crisis, many flights were canceled everywhere on Earth. The consequence was immediate: over the year as a whole, greenhouse gas emissions from civil aviation fell drastically by 60%. These gases result mainly from the combustion of kerosene in reactors, with emissions of carbon dioxide (CO2), a greenhouse gas which accumulates in the atmosphere and whose emissions represent between 2.5%and 3.5% of anthropogenic emissions from CO2 in the world.

It has long been known that air travel contributes to global warming. Airplanes in flight release residues from the fuel they consume. These particles, through condensation, promote the formation of cirrus clouds, fine vaporous clouds which prevent heat from dissipating and therefore contribute to global warming. These condensation trails, made up of ice crystals, will form artificial clouds around the particles contained in aircraft exhaust gases. These cirrus clouds will trap heat in the Earth’s atmosphere. Scientists estimate that reducing them could therefore help slow the progression of global warming.
As I put it above, in 2020, during the Covid pandemic, air traffic was severely limited by containment measures. During this period, the sky was clearer. In the absence of planes, the number of cirrus clouds was reduced by 9%, and those that formed were a little less dense.
The stopping of planes necessarily had an immediate beneficial effect on global warming, but one should be careful before drawing hasty conclusions. It is true that EMISSIONS of polluting gases decreased significantly. The landscapes were no longer covered in mist. In India, one could see the Himalayan range from very far away.
The problem is that at the same time CO2 CONCENTRATIONS in the atmosphere were not dropping. I watched everyday the Keeling Curve which records carbon dioxide concentrations on Mauna Loa in Hawaii and no drop in concentrations occurred during the pandemic. Assuming (an illusion) that we suddenly stop emitting greenhouse gases, it would take several decades before the atmosphere regains a semblance of cleanliness and balance.
Before the Covid crisis, aviation was experiencing rapid growth. If this development continues, carbon emissions from aircraft will greatly increase the greenhouse effect. Additionally, they will cause more cirrus clouds to form. Given the development of this means of transport, the warming caused by cirrus clouds could triple around 2050.

One solution could lie in satellite observation. Airlines could fly their planes without creating contrails. This would involve avoiding so-called “ice-oversaturated” and particularly humid regions of the atmosphere, where, long-lasting streaks can, in fact, form. This would involve altitude changes similar to those that pilots already make to avoid areas of turbulence. The problem is that the additional maneuvers performed by the pilots would increase fuel consumption by about 2%.
Another solution may lie with the design of new fuels. Cleaner fuels could limit cloud condensation, but CO2 emissions by planes should also be strongly limited.
In any case, the participants in the different COPs are not setting the example. The carbon footprint of these meetings is a disaster.

Hawaii : mesure des gaz du Kilauea // Hawaii: Kilauea gas measurement

Selon le volcanologue français Haroun Tazieff, aujourd’hui disparu, l’étude des gaz volcaniques est une priorité car ils sont le moteur des éruptions. Deux gaz doivent surtout être étudiés : le dioxyde de soufre (SO2) et le dioxyde de carbone (CO2), même si d’autres gaz comme le sulfure d’hydrogène (H2S) et l’hélium (He) doivent également être pris en compte.
Un article récent Volcano Watch publié par l’Observatoire des volcans hawaïens (HVO) explique comment ces gaz sont mesurés entre les éruptions du Kilauea.
Lors des éruptions, le HVO signale fréquemment les taux d’émission de dioxyde de soufre (SO2) car c’est un moyen de suivre la progression de l’activité éruptive. Toutefois, pour les périodes précédant les éruptions, ou lorsqu’il y a une intrusion magmatique en cours sans éruption, le HVO s’appuie essentiellement sur des données géophysiques telles que la déformation du sol ou la sismicité, plutôt que sur des données géochimiques telles que les émissions de SO2.
Un autre type de gaz peut être important en période non éruptive : le dioxyde de carbone (CO2) qui a un comportement très différent du SO2 dans le système magmatique du Kilauea. Ces différences peuvent être exploitées pour mieux comprendre les processus qui se produisent sous la surface du sol. Par exemple, sur le Kilauea, le CO2 peut commencer à s’échapper du magma alors que ce dernier se trouve encore à plusieurs kilomètres sous la surface, alors que le SO2 est libéré de manière significative lorsque le magma se trouve à seulement quelques dizaines ou centaines de mètres sous la surface. Cela signifie souvent que l’on ne voit pas beaucoup de SO2 avant que la lave commence percer la surface.
Le problème du CO2 est qu’il est déjà présent en quantités très variables dans l’atmosphère, alors que le SO2 est normalement absent. Il est donc facile de détecter un signal de SO2 volcanique dans l’air ambiant, alors que le CO2 atmosphérique peut varier au cours d’une même journée, ainsi qu’avec les saisons.
Cependant, en coopération avec des chercheurs de l’Observatoire volcanologique des Cascades, le HVO a récemment accordé davantage d’attention aux données concernant le CO2 du Kilauea. L’Observatoire dispose d’une station multi-GAZ au sud-ouest de l’Halema’uma’u ; elle mesure quatre gaz volcaniques (CO2, SO2, H2S et vapeur d’eau), ainsi que des données météorologiques telles que la vitesse et la direction du vent.
Au lieu d’utiliser toutes les données CO2 de la station multi-GAZ, le HVO ne prend en compte que les données CO2 qui atteignent la station depuis certaines directions et certaines vitesses de vent. Cela permet d’essayer d’isoler le signal CO2 volcanique. Les scientifiques calculent des moyennes hebdomadaires de concentration de CO2. Une fois ce travail effectué, en examinant uniquement les données provenant de deux secteurs de Halema’uma’u (secteurs ouest et sud-est du cratère) avec des vitesses de vent modérées, ils obtiennent des tendances dans la concentration du CO2 en relation avec les récentes éruptions sommitales. En observant les données concernant ces deux directions du vent, les scientifiques ont pu constater que le CO2 semblait augmenter lentement et légèrement avant les éruptions sommitales du Kīlauea en juin et septembre. Après ces éruptions, les concentrations de CO2 ont chuté..
Aujourd’hui, depuis l’éruption de septembre, les concentrations de CO2 sont de nouveau en hausse, ce qui est probablement lié à l’intrusion magmatique dans les régions de stockage peu profondes situées sous la région sommitale et sous la caldeira sud.
Souvent, lorsque le Kīlauea entre en éruption, le HVO utilise le faible rapport CO2 / SO2 pour pouvoir dire que le magma alimentant l’éruption a été stocké à très faible profondeur, car ce rapport indique que le magma a déjà libéré la majeure partie de son CO2 avant l’éruption.
La prochaine étape de cette nouvelle méthode d’analyse des données gazeuses consistera à essayer de transformer les données de concentration de CO2 en taux d’émission de CO2, ce qui pourrait alors indiquer aux scientifiques non seulement que le magma est en train de monter à faible profondeur sous le Kilauea, mais aussi dans quelles proportions.
Source : USGS/HVO.

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For late French volcanologist Haroun Tazieff, the study of volcanic gases should be given priority as they are what drives the eruptions. Two main gases need to be studied : sulfur dioxide (SO2) and carbon dioxide (CO2), although other gases such as hydrogen sulfide (H2S) and helium (He) should also be taken into account.

A recent Volcano Watch article by the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) explains how these gases are measured between Kilauea’s eruptions.

During eruptions, HVO frequently reports sulfur dioxide (SO2) emission rates as a means of tracking the progression of eruptive activity. But for the periods before eruptions, or when there is an ongoing intrusion with no eruption, most of the data HVO relies on is geophysical data, such as deformation or seismicity, rather than geochemical data such as SO2 emissions.

There is another type of gas that can be important during non-eruptive periods :carbon dioxide (CO2) which behaves very differently from SO2 in Kilauea’s magmatic system. These differences can be exploited to help better understand processes occurring beneath the ground surface. For example, CO2 can begin to escape from Kilauea’s magma when it is still many kilometers beneath the surface whereas SO2 is largely released when magma is just a few tens or hundreds of meters beneath the surface. This often means we don’t see much SO2 being emitted until lava begins erupting at the surface.

The tricky thing about CO2 is that it is already present, and highly variable, in the atmosphere. This is different from SO2, which is not normally present. So it is easy to pick out a volcanic SO2 signal in ambient air measurements, but atmospheric CO2 can vary throughout the course of a day, as well as with the seasons.

Recently, however, in cooperation with researchers at the Cascades Volcano Observatory, HVO has been looking a little closer at CO2 data from Kilauea. The observatory has a multi-GAS station to the southwest of Halemaʻumaʻu that measures four volcanic gases (CO2, SO2, H2S and water vapor), as well as meteorological data such as wind speed and wind direction.

Instead of using all the CO2 data from the multi-GAS, HVO separates out CO2 data that reaches the station from certain directions at certain wind speeds. This allows to try to isolate the volcanic CO2 signal. The scientists calculate weekly averages of the CO2 concentration. Once they have done that, if they look only at data coming from two portions of Halemaʻumaʻu (the western and the southeastern parts of the crater) at moderate wind speeds, they see patterns in the CO2 concentration relative to the recent summit eruptions. For both wind directions, the scientists can see that CO2 coming from those directions appeared to increase slowly and slightly before the June and September Kīlauea summit eruptions. Once the eruptions occurred, CO2 concentrations dropped back down.

Today, since the September eruption, CO2 concentrations have been increasing again, and the increase is likely related to the intrusion of magma into the shallow storage regions beneath the summit and south caldera regions.

Often when Kīlauea erupts, HVO uses the low ratio of eruptive CO2 to SO2 to be able to say that the magma feeding the eruption was stored very shallow because that low ratio tells that the magma already degassed most of its CO2 before eruption.

The next step with this new data analysis method is to try to turn the CO2 concentration data into emission rates of CO2, which could then perhaps tell scientists not just that magma is rising to shallow depths beneath Kilauea, but how much magma is rising.

Source : USGS / HVO.

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Ces graphiques montrent les concentrations de dioxyde de carbone (CO2) dans deux zones sommitales du Kīlauea, de mars à octobre. Les carrés rouges et les cercles bleus représentent les moyennes hebdomadaires de concentration de CO2 mesurées à la station multi-GAZ du Kīlauea lorsque le vent vient de directions et à des vitesses spécifiques. Les symboles gris représentent les mesures individuelles (moyennes sur 30 minutes jusqu’à huit fois par jour). Les barres verticales roses représentent les éruptions du Kilauea de juin et septembre. (Source : USGS)

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These plots show carbon dioxide (CO2) concentrations in two summit areas of Kīlauea, from March to October. The red squares and blue circles represent weekly averages of CO2 concentration measured at the Kīlauea Multi-GAS Station when the wind is coming from specific directions and at specific wind speeds. Gray symbols represent individual measurements (30-minute averages up to eight times per day). The pink vertical bars represent Kilauea’s June and September eruptions. (Source: USGS)