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L’Observatoire du Mauna Loa, la Courbe de Keeling et les concentrations de CO2 // Mauna Loa Observatory, Keeling Curve and CO2 concentrations

Dans les notes expliquant l’évolution du réchauffement climatique, je fais très souvent référence à la Courbe de Keeling qui fait apparaître les concentrations de CO2 sur le Mauna Loa, un volcan qui culmine à 4169 mètres sur la Grande Ile d’Hawaii

Tout a commencé sur le Mauna Loa en 1956 quand a été construit un nouvel observatoire de haute altitude, le Mauna Loa Observatory (MLO), aujourd’hui géré par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

L’observatoire n’a pas été édifié au sommet de ce volcan actif car les éruptions qui le secouent de temps en temps auraient probablement perturbé les mesures. Il a donc été implanté un peu plu bas, sur le flanc nord, à 3397 mètres d’altitude. Les mesures atmosphériques du CO2 ont permis de voir puis de comprendre le changement climatique en cours.

Dès leur début en 1958, les mesures du CO2 effectuées au MLO par Charles Keeling montrent une très forte teneur (ou concentration) de l’atmosphère en dioxyde de carbone ou gaz carbonique. Elle est exprimée en ppm, ou partie pour million.

La Courbe de Keeling nous montre les concentrations de CO2 bien avant la construction du MLO. Les données ont été tirées des analyses de carottes de glaces anciennes. On remarquera qu’en mai 2019 la  Courbe a dépassé 415 ppm de C02 dans l’atmosphère, ce qui fait remonter au Pliocène, il y a 3 millions d’années. Les températures étaient alors de 3 à 4 °C plus élevées que de nos jours ; les arbres poussaient en Antarctique et le niveau des océans était 15 mètres plus haut qu’aujourd’hui.

Le 29 novembre 2020, la concentration de CO2 dans l’atmosphère, moyennée sur la Terre grâce à un réseau d’observatoires, atteignait 415,50 ppm. Toujours à l’échelle terrestre, l’augmentation du CO2 de cette dernière année, entre les 29 novembre 2019 et 2020, a été de 4,83 ppm (soit 1,18 %). C’est considérable et inquiétant.

En cliquant sur le lien ci-dessous, vous aurez accès à une petite vidéo dans laquelle le fils de Charles Keeling (décédé en 2005), Ralph, montre comment sont effectuées les mesures. La technique est la même que celle mise au point par son père. Quand les premiers prélèvements d’air ont été effectués en 1958, les concentrations de CO2 atteignaient 315 ppm  Elles étaient de 412,78 ppm le 3 décembre 2020 !

La vidéo est en anglais. En voici un résumé en quelques phrases pour les blogonautes qui ne comprennent pas la langue de Shakespeare :

Pour prélever l’air, Ralph utilise un récipient en verre dans lequel on a créé le vide. Quand il ouvre le robinet, l’air et son CO2 s’engouffrent dans le récipient qui est refermé et transporté jusqu’au laboratoire pour y être analysé. Grâce à mon permis de travail dans le Parc des Volcans d’Hawaii, j’ai eu la chance de pouvoir y pénétrer et de voir le « manomètre » utilisé par Charles Keeling dans les années 1960. Après évacuation de l’air et conservation du CO2, des analyses permettent de connaître la composition isotopique du gaz qui a été prélevé. Cela permet de connaître son origine (gaz d’échappement des voitures, usine, océan, etc.)

https://youtu.be/dXBzFNEwoj8

Source : CLIMAT’O : le blog d’Alain GIODA, historien du climat.

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In the posts explaining the evolution of global warming, I very often refer to the Keeling Curve which shows the concentrations of CO2 on Mauna Loa, a volcano which rises to 4,169 metres on Hawaii Big Island

It all started on Mauna Loa in 1956 when a new high altitude observatory was built, the Mauna Loa Observatory (MLO), now managed by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

The observatory was not built at the top of this active volcano because the eruptions that shake it from time to time would probably have disrupted the measurements. It was therefore implanted a little lower, on the northern flank, at an altitude of 3,397 metres. Atmospheric CO2 measurements have made it possible to see and then understand the ongoing climate change.

From their start in 1958, CO2 measurements carried out at MLO by Charles Keeling showed a very high content (or concentration) of carbon dioxide or CO2 in the atmosphere. It is expressed in ppm, or parts per million. The Keeling Curve shows us the CO2 concentrations long before the construction of the MLO. The data was obtained from analyzes of old ice cores. Note that in May 2019 the Curve exceeded 415 ppm of CO2 in the atmosphere, which dates back to the Pliocene, 3 million years ago. The temperatures were then 3 to 4 degrees Celsius higher than nowadays; trees were growing in Antarctica and the sea level was 15 metres higher than today.

On November 29th, 2020, the CO2 concentration in the atmosphere, averaged over the Earth by a network of observatories, reached 415.50 ppm. Also on a terrestrial scale, the increase in CO2 over the past year, between November 29th, 2019 and 2020, was 4.83 ppm (or 1.18%). It is huge and disturbing.

By clicking on the link below, you will have access to a small video in which Ralph, the son of Charles Keeling (deceased in 2005), shows how the measurements are made. The technique is the same as that developed by his father. When the first air samples were collected in 1958, CO2 concentrations reached 315 ppm They were 412.78 ppm on December 3, 2020!

The video is in English. Here is a short summary : To take a sample of the the air, Ralph uses a glass container with vacuum in it. When he opens the tap, the air and its CO2 flow into the container, which is closed and transported to the laboratory for analysis. Thanks to my permit to work in the Hawaii Volcanoes Park, I was lucky enough to be able to enter the lab and see the « manometer » used by Charles Keeling in the 1960s. After evacuation of the air and conservation of the CO2, analyzes make it possible to know the isotopic composition of the gas which has been sampled. This allows to know its origin (car exhaust, factory, ocean, etc.) https://youtu.be/dXBzFNEwoj8

Source : CLIMAT’O : le blog d’Alain GIODA, historien du climat.

Mauna Loa Observatory (Photo : C. Grandpey)

La Courbe de Keeling depuis ses origines

(Source : Scripps Institution of Oceanography / NOAA)

Nations Unies : « Nous sommes proches d’une catastrophe climatique »

Je suis en attente des statistiques de la NASA et de la NOAA sur les températures à la surface des terres et des océans pour le mois de novembre 2020 ; elles devraient arriver vers le milieu du mois de décembre, mais on sait d’ores et déjà qu’elles continueront à être inquiétantes.

Dans son dernier discours sur l’état de la planète, le secrétaire général des Nations Unies, António Guterres, a réaffirmé que nous sommes proches d’une catastrophe climatique ».

Selon les premières estimations, on sait déjà que l’année 2020 sera très probablement parmi les trois années les plus chaudes depuis l’ère préindustrielle. Elle se situerait à 1,2°C au-dessus de la température moyenne de l’ère préindustrielle. Cela signifie que la limite de 1,5°C préconisée par l’Accord de Paris de 2015 pourrait être atteinte, voire dépassée, dès 2024 !

Les confinements causés par la pandémie de Covid-19 ont certes provoqué une baisse drastique de la pollution et des émissions de gaz à effet de serre, mais cela n’a pas freiné la hausse de leur concentration dans l’atmosphère. Car c’est bien le mot « concentration » qui est le plus important et le plus inquiétant, comme le confirme en permanence la Courbe de Keeling.

Le rapport de l’ONU examine les effets du réchauffement climatiques sur plusieurs secteurs :

– Températures : de janvier à octobre 2020, les températures globales de notre planète se situaient à 1,2 degré Celsius au-dessus de l’ère préindustrielle. La dernière décennie, 2011-2020, est la plus chaude jamais enregistrée.

– Vagues de chaleur : Comme je l’ai rappelé à plusieurs reprises, 2020 a été une année exceptionnellement chaude en Russie, tout particulièrement en Sibérie. La période de janvier à août 2020 a été 3,7 degrés au-dessus de la moyenne de la région, pulvérisant le record établi en 2007, avec des dépassements atteignant parfois 5 degrés Celsius.

– Réchauffement des océans : les deux dernières décennies ont connu une augmentation constante des températures océaniques. En 2020, 82 % de l’océan a connu au moins une vague de chaleur. On sait que ce réchauffement des eaux de surface océaniques contribue à intensifier la puissance des ouragans et autres typhons

– Acidification des océans : les océans absorbent environ 23 % des émissions anthropiques de CO2 chaque année, mais cela provoque leur acidification, avec de lourdes conséquences sur les écosystèmes marins.

– Catastrophes naturelles : la presse internationale a longuement parlé des incendies d’une ampleur exceptionnelle qui ont ravagé la Californie durant l’été, mais aussi l’Australie entre fin 2019 et début 2020. Tous ont été causés par le réchauffement climatique qui a asséché la végétation. A côté de ces incendies, l’ONU pointe aussi des événements comme les inondations importantes en Asie, et des sécheresses en Afrique du Sud.

– Montée des eaux : le niveau de la mer s’élève en moyenne de 3,29 millimètres chaque année, « avec un pic en 2020 » selon le rapport onusien. Fin 2020, cette hausse du niveau des océans a été tempérée par le retour de La Niña dans les eaux du Pacifique tropical.

– Banquise : 152 gigatonnes de glace ont été perdues par la fonte de calottes glaciaires entre septembre 2019 et août 2020. Comme je l’ai expliqué précédemment, l’étendue annuelle minimale de banquise arctique a été la deuxième plus faible jamais enregistrée, avec des records en juillet et octobre 2020. En août 2020, l’Arctique canadien a perdu sa dernière barrière de glace qui était restée intacte jusqu’à présent.

En Antarctique, l’étendue de la banquise est restée plutôt constante.

Comme je l’ai indiqué dans l’introduction, ll s’agit d’une version préliminaire du rapport de l’ONU qui s’appuie sur des données allant jusqu’à l’automne 2020. La version définitive sera publiée en mars 2021.

Source : ONU.

Pas de réduction des concentrations de CO2 pendant le confinement // No drop of CO2 concentrations during lockdown

Malgré le ralentissement de l’activité économique dû à la pandémie de COVID-19, les concentrations de gaz à effet de serre – en particulier de CO2 – qui emprisonnent la chaleur dans l’atmosphère n’ont jamais diminué. Ces gaz continuent de générer des températures sans cesse en hausse et des événements météorologiques de plus en plus extrêmes, sans oublier la fonte des glaces, l’élévation du niveau de la mer et l’acidification des océans.

Les médias nous ont raconté à plusieurs reprises que les émissions de gaz à effet de serre avaient diminué pendant le confinement. Certes, mais le problème c’est que l’impact sur les concentrations de CO2 dans l’atmosphère ne s’est jamais fait ressentir. Il suffit de jeter un coup d’œil à la Courbe de Keeling qui montre les concentrations de CO2 au sommet du Mauna Loa à Hawaï. Elles atteignaient 410 ppm en novembre 2019 et atteignent aujourd’hui plus de 412 ppm. J’ai expliqué les fluctuations saisonnières de la Courbe dans un article publié le 30 mars 2020:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2020/03/30/les-fluctuations-de-la-courbe-de-keeling-the-fluctuations-of-the-keeling-curve/

Depuis 1990, on a observé une augmentation de 45% du forçage radiatif, c’est à dire l’effet de réchauffement sur le climat, par les gaz à effet de serre à longue durée de vie, en sachant que le CO2 en représentant les quatre cinquièmes.

Il faut garder à l’esprit que le dioxyde de carbone reste dans l’atmosphère pendant des siècles et dans les océans encore plus longtemps. La dernière fois que la Terre a connu une concentration comparable de CO2 remonte à 3 à 5 millions d’années, époque où la température était de 2 à 3°C plus chaude et que le niveau de la mer était de 10 à 20 mètres plus haut qu’aujourd’hui. Mais il n’y avait pas 7,7 milliards d’habitants sur notre planète !

Le seuil de 400 parties par million (ppm) à l’échelle du globe a été franchi en 2015. A peine quatre ans plus tard, ce même seuil a franchi 410 ppm. Une hausse aussi rapide n’a jamais été observée dans les archives de la NOAA. .

Source: Organisation météorologique mondiale (OMM).

Alors que la Courbe de Keeling continue d’augmenter, les événements extrêmes deviennent de plus en plus fréquents. J’ai consacré un article récent aux ouragans et aux typhons qui ont dévasté respectivement l’Amérique Centrale et les Philippines. Gati, un cyclone tropical, vient de laisser des scènes de destruction en Somalie.

Aujourd’hui, nous apprenons que des conditions extrêmes avec des températures record sont prévues dans le sud et le sud-est de l’Australie. Toujours en Australie, un incendie de forêt à grande échelle est en train de dévaster la moitié de l’île Fraser dans le Queensland.

Je viens d’indiquer dans une note que les températures anormalement élevées affectent actuellement l’Arctique.

Et ensuite? Que faudra-t-il pour que nos gouvernements prennent conscience de l’urgence de la situation? Si rien n’est fait dans le très court terme, les prochaines générations seront confrontées à une situation devenue ingérable.

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Despite the slowdown of economic activity due to the COVID-19 pandemic, the concentrations of greenhouse gases – especially CO2 – which are trapping heat in the atmosphere has never declined. They continue to generate increasing temperatures and more extreme weather events, ice melt, sea-level rise and ocean acidification.

The media have told us several times that the emissions of many pollutants and greenhouse gases decreased during the lockdown. The problem is that the impact on CO2 concentrations in the atmosphere has never been felt.

Just have a look at the Keeling Curve that shows CO2 concentrations at the summit of Mauna Loa in Hawaii. They were measured at 410 ppm in November 2019 and are now reaching more than 412 ppm. I explained the seasonal fluctuations of the curve in a post released on March 30th, 2020:

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2020/03/30/les-fluctuations-de-la-courbe-de-keeling-the-fluctuations-of-the-keeling-curve/

Since 1990, there has been a 45% increase in total radiative forcing – the warming effect on the climate – by long-lived greenhouse gases, with CO2 accounting for four fifths of this.

One should bear in mind that carbon dioxide remains in the atmosphere for centuries and in the ocean for even longer. The last time the Earth experienced a comparable concentration of CO2 was 3-5 million years ago, when the temperature was 2-3°C warmer and sea level was 10-20 metres higher than now. But there were not 7.7 billion inhabitants on our planet.

The global threshold of 400 parts per million was breached in 2015. And just four years later, it crossed 410 ppm. Such a rate of increase has never been seen in the history of NOAA. .

Source: World Meteorological Organization (WMO).

While the Keeling Curve keeps going up, extreme events are getting more and more frequent. I devoted a recent post to the hurricanes and typhoons that devastated Central America and the Philippines, respectively. Gati, a tropical cyclone, has just left a trail of destruction in Somalia.

Today, we learn that extreme heat wave conditions and record temperatures are expected across south and southeast Australia. Still in Australia, a wide-scale wildfire is burning half of Fraser Island in Queensland.

I have just indicated that high temperatures are currently affecting the Arctic.

What next? What should happen to make out governments realise the urgency f the situation? If nothing is done in the short time, the next generations will be confronted with a situation impossible to manage.

La Courbe de Keeling le 18 novembre 2020. Ce jour-là, les concentrations de CO2 atteignaient 412,19 ppm. (Source : Scripps Institution ocf Oceanography)

Injecter le CO2 dans le sous-sol de la Mer du Nord, une bonne idée ? // Is it a good idea to inject CO2 in the North Sea’s subsoil ?

Le gaz carbonique (CO2) est l’un des principaux gaz à effet de serre d’origine anthropique. Afin de s’approcher le plus possible des objectifs de la COP 21 et de l’Accord de Paris sur le climat, des projets sont mis en oeuvre pour essayer de se débarrasser de ce gaz polluant. .

Dans une note publiée le 17 juin 2016, j’abordais le projet CarbFix lancé en Islande à côté d’une centrale géothermique dans la périphérie de Reykjavik. Cette centrale exploite une source de vapeur produite par le magma à faible profondeur, en sachant que du CO2 et des gaz soufrés d’origine volcanique sont émis en même temps que la vapeur. Le but est de capter le gaz et de le réinjecter dans le sous-sol. Vous pourrez lire cette note en cliquant sur ce lien :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/06/17/islande-de-la-geothermie-au-stockage-du-co2-iceland-from-geothermal-energy-to-the-storage-of-co2/

La Suisse s’intéresse elle aussi au stockage du gaz carbonique. C’est ainsi que les usines de retraitement des déchets appellent la Confédération à créer un vaste réseau de gazoducs pour exporter leur CO2 vers la Norvège, où il serait stocké dans d’anciens gisements de gaz naturel sous la mer du Nord. Les 30 usines suisses de retraitement des déchets produisent chacune plus de 100 000 tonnes de CO2 par an.

Comme la Suisse ne dispose pas de capacité de stockage suffisante, les incinérateurs veulent relier leurs usines à un réseau de gazoducs qui permettrait d’exporter ce gaz carbonique vers le nord de l’Europe et plus particulièrement la Norvège. Le pays stocke déjà avec succès du CO2 dans d’anciens gisements de gaz naturel sous la mer du Nord depuis 1996 et il s’apprête d’ici 2024 à ouvrir de nouveaux réservoirs pour y enfouir du CO2 européen.

Plusieurs géants pétroliers comme BP, Royal Dutch Shell et Total ont annoncé le 26 octobre 2020 un partenariat pour mettre en place des infrastructures de transport et de stockage de CO2 en mer du Nord britannique, afin de réduire la pollution du secteur industriel.

Cette initiative, menée par BP, est portée également par le norvégien Equinor, l’italien Eni et le gestionnaire du réseau électrique britannique National Grid. Leur objectif est de participer à deux projets déjà lancés et visant à décarboner des régions industrielles dans le nord de l’Angleterre avec pour objectif d’atteindre la neutralité carbone en 2030.

Ces projets doivent voir le jour en 2026 et misent sur le captage de CO2 émis par les industries ainsi que sur l’utilisation de carburant à partir d’hydrogène. Le captage vise à récupérer le CO2 dans les fumées, à le transporter puis le stocker dans le sous-sol, mais cette technique est coûteuse et encore peu développée.

L’enfouissement du CO2 dans des couches géologiques profondes ne fait pas l’unanimité. Selon Greenpeace, il n’est pas encore prouvé que le CO2 qu’on envoie dans ces couches géologiques y reste; on n’est pas sûr qu’il n’y ait pas de fuites, ne serait-ce que par le biais de failles ou de fractures géologiques, sans parler d’anciens puits dont le colmatage n’est pas forcément parfaitement hermétique. Il est bien évident que du CO2 qui s’échapperait dans la mer mettrait en danger l’écosystème marin et entraîner à fortiori des risques pour la santé humaine.

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Carbon dioxide (CO2) is one of the main greenhouse gases of anthropogenic origin. In order to try and reach the objectives of COP 21 and the Paris Climate Agreement, projects are being implemented to try to get rid of this polluting gas. .

In a note published on June 17, 2016, I referred to the CarbFix project launched in Iceland alongside a geothermal power plant on the outskirts of Reykjavik. This plant uses a source of steam above Iceland’s shallow magma chambers , but some CO2 and sulfur gases of volcanic origin are emitted at the same time as the steam. The goal is to capture the gas and re-inject it underground. You can read this post by clicking on this link:
https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2016/06/17/islande-de-la-geothermie-au-stockage-du-co2-iceland-from-geothermal-energy-to-the-storage-of-co2/

Switzerland is also interested in storing carbon dioxide. The waste reprocessing factories are calling on the Confederation to create a vast network of pipelines to export their CO2 to Norway, where it would be stored in former natural gas fields under the North Sea. The 30 Swiss waste reprocessing plants each produce more than 100,000 tonnes of CO2 per year.
As Switzerland does not have sufficient storage capacity, the incinerators want to connect their factories to a network of pipelines that would allow this carbon dioxide to be exported to northern Europe and more particularly to Norway. The country has already successfully stored CO2 in old natural gas fields under the North Sea since 1996 and is preparing by 2024 to open new reservoirs to bury European CO2 in them.

Several oil giants such as BP, Royal Dutch Shell and Total announced on October 26th, 2020 a partnership to set up CO2 transport and storage infrastructure in the British North Sea, in order to reduce pollution in the industrial sector.
This initiative, led by BP, is also supported by the Norwegian Equinor, the Italian Eni and the operator of the British electricity network National Grid. Their objective is to participate in two projects already launched and aiming at decarbonizing industrial regions in the north of England with the aim of achieving carbon neutrality by 2030.
These projects are due to be achieved in 2026 and rely on the capture of CO2 emitted by industries as well as the use of fuel from hydrogen. Capture aims to recover the CO2 in the fumes, to transport it and then store it underground, but this technique is expensive and still underdeveloped.

There is no unanimous support for burying CO2 in deep geological layers. According to Greenpeace, it is not yet proven that the CO2 that is sent into these geological layers stays there; we are not sure that there are no leaks, if only through faults or geological fractures, not to mention old wells whose plugging is not necessarily perfectly hermetic. It is obvious that CO2 escaping into the sea would endanger the marine ecosystem and lead to risks for human health

Schéma illustrant le projet Northern Lights d’enfouissage du CO2 en Norvège (Source : Northern Lights).