Étiquette : CO2

Emissions et concentrations de CO2 (suite) // CO2 emissions and concentrations (continued)

J’indiquais dans la conclusion de ma note du 14 avril 2020 que la pandémie de COVID-19 aura au moins eu un avantage. Avec la chute des émissions de gaz polluants, l’atmosphère s’est purifiée dans l’Himalaya et on peut actuellement apercevoir les hauts sommets de la chaîne himalayenne depuis 200 kilomètres de distance, ce qui ne s’était jamais vu depuis plusieurs décennies.

Comme je l’ai écrit en caractères gras, on parle ici d’émissions de CO2. Le problème, c’est le les concentrations dans l’atmosphère ne montrent pas le moindre déclin, bien au contraire ! Elles ont même atteint des niveaux record le 9 avril 2020.

On estime à environ 4% la baisse des émissions anthropiques de CO2 depuis le début de l’année 2020. Dans le même temps, les concentrations ont atteint un niveau record de 417,85 ppm sur le Mauna Loa (Hawaii) le 9 avril 2020. Les mesures sont effectuées sur ce volcan depuis la fin des années 1950. Les premiers relevés faisaient alors état d’une concentration de 315 ppm en 1958.

La notion de concentration de CO2 est à distinguer des chiffres concernant les émissions de CO2. Comme je l’ai indiqué précédemment, les émissions représentent ce qui entre dans l’atmosphère en raison des activités humaines, dont la combustion des ressources fossiles et la production de ciment. La concentration indique ce qui reste dans l’atmosphère au terme des interactions entre l’air, la biosphère et les océans. Environ un quart du total des émissions de CO2 sont absorbées par les océans et un autre quart par la biosphère, tempérant l’impact des activités humaines.

J’ai expliqué dans une note publiée le 30 mars 2020 que la concentration de CO2 fait l’objet de variations saisonnières avec un pic situé habituellement vers avril-mai. La barre des 415 ppm a été franchie pour la première fois le 11 mai 2019. Sur la période récente, la hausse se situe entre 2 et 3 ppm par an. les 417,85 ppm du 9 avril confirment dong la tendance actuelle et rien ne dit que le nouveau record ne sera pas battu d’ici la fin mai 2020.

Selon un scientifique de la Scripps Institute of Oceanography, les émissions devraient baisser d’environ 10% pendant près d’une année pour être détectées par l’observatoire du Mauna Loa. Jusqu’à présent, aucun événement dans l’histoire de 62 ans de la courbe de Keeling – y compris le ralentissement économique mondial de 2008 et l’effondrement de l’Union soviétique à la fin des années 1980 – n’a causé une telle baisse.

On peut raisonnablement penser qu’une baisse soutenue de 10% des niveaux de CO2 dans l’atmosphère ferait décliner les concentrations de 0,5 ppm. Ce n’est qu’une hypothèse. Tout dépendra de la longueur de la pandémie à laquelle sont confrontés tous les pays de la planète.

La crise pourrait n’avoir qu’un faible impact sur le changement climatique à long terme car la tendance est soutenue depuis le début des mesures et semble peu affectée par la conjoncture. Pour respecter l’Accord de Paris et limiter le réchauffement climatique de la planète à 1,5°C, il faudrait que les émissions mondiales de CO2 baissent d’environ 6 % par an pendant la prochaine décennie. C’est davantage que la diminution anticipée pour 2020 avec la crise actuelle.

Source : Scripps Institue of Oceanography, global-climat.

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 I indicated in the conclusion of my post of April 14th, 2020 that the COVID-19 pandemic had at least one advantage. With the drop in emissions of polluting gases, the atmosphere has been purified in the Himalayas and one can currently see the high peaks of the Himalayan range from 200 kilometres away, which had never been seen for several decades.
As I wrote in bold, we are talking about CO2 emissions. The problem is that the concentrations in the atmosphere do not show the slightest decline, on the contrary! They even reached record levels on April 9th, 2020.
The decline of anthropogenic CO2 emissions has been estimated at around 4% since the start of 2020. At the same time, concentrations reached a record level of 417.85 ppm on Mauna Loa (Hawaii) on April 9th, 2020 The measurements have been made on this volcano since the end of the 1950s. The first readings then reported a concentration of 315 ppm in 1958.
The concept of CO2 concentration should be distinguished from the figures concerning CO2 emissions. As I put it earlier, emissions represent what enters the atmosphere due to human activities, including the burning of fossil resources and the production of cement. Concentration indicates what remains in the atmosphere after interactions between the air, the biosphere and the oceans. About a quarter of total CO2 emissions are absorbed by the oceans and another quarter by the biosphere, moderating the impact of human activities.
I explained in a post published on March 30th, 2020 that the CO2 concentration is subject to seasonal variations with a peak usually observed in April-May. The 415 ppm mark was crossed for the first time on May 11th, 2019. Over the recent period, the increase has been between 2 and 3 ppm per year. The April 417.85 ppm concentration confirms the current trend, and there is no indication that the new record will not be broken by the end of May 2020.
According to a scientist at the Scripps Institute of Oceanography, emissions would need to drop by about 10% for almost a year before being detected by the Mauna Loa Observatory. So far, no event in the 62-year history of the Keeling curve – including the global economic slowdown of 2008 and the collapse of the Soviet Union in the late 1980s – caused such a drop.
It is reasonable to assume that a sustained 10% drop in atmospheric CO2 levels would decrease the concentrations by 0.5 ppm. This is just an assumption. Everything will depend on the length of the pandemic facing all the countries of the planet.
The sanitary crisis might have only a small impact on climate change in the long term since the trend has been sustained since the start of the measurements and seems little affected by the economic situation. To comply with the Paris Agreement and limit global warming to 1.5°C, global CO2 emissions would have to drop by around 6% per year over the next decade. This is more than the reduction expected for 2020 with the current crisis.
Source: Scripps Institute of Oceanography, global-climat.

Vue de la courbe de Keeling sur un an le 12 avril 2020. La concentration de CO2 dans l’atmosphère atteignait ce jour-là 415,63 ppm.

Éruptions volcaniques, dioxyde de carbone et dinosaures // Volcanic eruptions, carbon dioxide and dinosaurs

Des éruptions volcaniques ont profondément modifié le climat de la planète à la fin du Trias, il y a plus de 200 millions d’années, à l’époque où les dinosaures régnaient sur la Terre. C’est ce que nous explique une nouvelle étude qui ne devrait pas nous laisser indifférents au moment où nous connaissons un réchauffement climatique de grande ampleur.
L’étude, publiée dans la revue Nature Communications, met en évidence les importantes concentrations de dioxyde de carbone (CO2) qui sont tenues pour responsables de l’extinction de masse observée à cette époque lointaine. Quelque 76 pour cent des espèces qui existaient au Trias supérieur, sur terre et dans la mer, ont été anéanties. .
Pour effectuer leurs recherches, les scientifiques se sont appuyés sur plus de 200 échantillons de roche collectés dans le monde entier, en particulier en Amérique du Nord, au Maroc et au Portugal. Au final, ils estiment que la quantité de CO2 injectée par « chaque impulsion magmatique » – autrement dit chaque éruption volcanique – dans l’atmosphère au Trias est comparable à la quantité d’émissions anthropiques durant le 21ème siècle.
On sait depuis longtemps que l’extinction de masse à la fin du Trias a été causée par un changement climatique, mais on ne savait pas jusqu’à présent si l’activité volcanique avait joué un rôle prépondérant.
Une étude distincte publiée au début du mois d’avril 2020 a révélé que le climat en Antarctique était beaucoup plus chaud il y a environ 90 millions d’années. Les climatologues ont découvert les restes d’une ancienne forêt tropicale. (voir ma note du 11 avril consacrée à ce sujet)
Une autre étude, publiée en février 2020, a révélé qu’une journée était de 30 minutes plus courte et une année de sept jours plus longue il y a environ 70 millions d’années. Les chercheurs ont basé leur conclusion sur des preuves que la température des océans atteignait 40 degrés Celsius en été et 30 degrés Celsius en hiver.
Source: Fox News.

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 A new study suggests that volcanic eruptions severely altered the climate of the planet at the end of the Triassic period, at the height of the age of dinosaurs, more than 200 million years ago. This sounds as a warning for us today amid our warming climate.

The research, published in Nature Communications, highlights the deep levels of carbon dioxide that are believed to be responsible for the mass extinction that occurred at the time. This crisis wiped out about 76 percent of the existing species of the late Triassic in both marine and terrestrial realms.

The researchers were able to gather their findings from more than 200 rock samples from around the world, including North America, Morocco and Portugal. Their estimates suggest that the amount of CO2 that “each magmatic pulse” injected into the end-Triassic atmosphere is comparable to the amount of anthropogenic emissions projected for the 21st century.

It has long been known the mass extinction event at the end of the Triassic period was caused by climate change, but it was unclear until now if volcanic activity played a part.

A separate study published earlier this month suggested the Antarctic climate was much warmer some 90 million years ago, with experts discovering evidence of an ancient rainforest. (see my post of April 11th about this topic)

Another study, published in February, found that a day was 30 minutes shorter and a year was seven days longer approximately 70 million years ago. Researchers based their conclusion on evidence that ocean temperatures reached 40 degrees Celsius in the summer and 30 degrees Celsius in the winter.

Source: Fox News.

Photo: C. Grandpey

Une forêt tropicale en Antarctique! // A rainforest in Antarctica!

Une étude initialement publiée dans la revue Nature et relayée par la presse scientifique nous informe que des traces fossiles d’une ancienne forêt tropicale, avec des racines, du pollen et des spores, ont été découvertes en Antarctique Occidental. Elles prouvent qu’il y a environ 90 millions d’années, la région n’était pas recouverte par la glace.
Au milieu du Crétacé (il y a 145 millions à 65 millions d’années), les dinosaures parcouraient la Terre et le niveau des océans était de 170 mètres plus élevé qu’aujourd’hui. La température à la surface de la mer sous les tropiques atteignait 35°C.
Ce climat très chaud a permis à une forêt tropicale de prendre racine en Antarctique. Des restes de cette forêt ont été découverts sous la glace dans une carotte de sédiments prélevée en 2017 par une équipe internationale de chercheurs sur le plancher océanique à proximité du glacier de Pine Island, dans l’ouest de l’Antarctique.
En découvrant la carotte, l’équipe scientifique a tout de suite réalisé qu’elle se trouvait devant quelque chose d’exceptionnel. La couche de sédiments datant d’il y a environ 90 millions d’années présentait une couleur bien différente de celles qui la surmontaient. De retour au laboratoire, les chercheurs ont introduit la carotte dans un scanner CT (Computed Tomography – Tomodensitométrie). L’image numérique obtenue montre un épais réseau de racines parcourant toute la couche de sol prélevée. Elle révèle également des pollens, des spores et les restes de plantes à fleurs très anciens, datant du Crétacé.
En analysant le pollen et les spores, un spécialiste de paléoécologie de l’Université de Northumbria en Angleterre a pu reconstruire la végétation et le climat il y a 90 millions d’années en Antarctique Occidental. Les nombreux restes de plantes indiquent que la côte de l’Antarctique Occidental était recouverte d’une forêt dense tempérée et marécageuse, semblable aux forêts que l’on rencontre en Nouvelle-Zélande aujourd’hui.
La carotte de sédiments a aussi révélé qu’au milieu du Crétacé l’Antarctique Occidental avait un climat doux, avec une température moyenne de l’air d’environ 12°C, semblable à celle de Seattle dans l’État de Washington. Les températures estivales étaient plus chaudes, avec une moyenne de 19°C. Dans les rivières et les marécages, l’eau atteignait probablement jusqu’à 20°C.
S’agissant de la météo, les précipitations à cette époque étaient comparables à celles du Pays de Galles ou de l’Angleterre aujourd’hui. Les températures qui viennent d’être mentionnées sont incroyablement chaudes si l’on prend en compte le fait que l’Antarctique a une nuit polaire de quatre mois, ce qui signifie qu’un tiers l’année n’est pas éclairé par la lumière du soleil avec tous ses bienfaits. Cependant, l’atmosphère était plus chaude surtout parce que la concentration de dioxyde de carbone était élevée, et même plus élevée qu’on ne le pensait, avant la découverte de la carotte de sédiments.
Avant le début de l’étude, la plupart des scientifiques pensaient que la concentration de dioxyde de carbone à l’échelle de la planète pendant le Crétacé était d’environ 1 000 ppm. Cependant, dans leurs modélisations, les chercheurs dû avoir recours à des niveaux de concentration de 1 120 à 1 680 ppm pour pouvoir atteindre les températures moyennes en Antarctique pendant cette période.
Les résultats des manipulations montrent à quel point des concentrations élevées de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone peuvent faire monter en flèche les températures, au point que l’Antarctique Occidental, aujourd’hui recouvert par la glace, a autrefois abrité une forêt tropicale. De plus, on se rend compte de l’importance de l’effet de refroidissement exercé par les calottes glaciaires d’aujourd’hui.
Grâce à l’étude, les scientifiques savent maintenant qu’il y avait quatre mois consécutifs sans soleil en Antarctique pendant le Crétacé. Toutefois, comme la concentration de dioxyde de carbone était très forte, le climat autour du pôle Sud était tempéré, et le continent dépourvu de glace.
Reste à savoir maintenant quelle a été la cause du refroidissement spectaculaire du climat en Antarctique, avec la formation d’une calotte glaciaire après la période chaude. La réponse à cette question constitue désormais un défi majeur pour les climatologues.

Source: Presse scientifique internationale, comme Live Science.

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 A study originally published in the journal Nature and relayed by the scientific press informs us that fossil traces – roots, pollen and spores – of an ancient rainforest have been unearthed in West Antarctica. They prove that about 90 million years ago, the region was not covered with ice.

During the middle of the Cretaceous period (145 million to 65 million years ago), dinosaurs roamed Earth and sea levels were 170 metres higher than they are today. Sea-surface temperatures in the tropics were as hot as 35 degrees Celsius.

This very warm climate allowed a rainforest  to take root in Antarctica. The rainforest’s remains were discovered under the ice in a sediment core that a team of international researchers collected from a seabed near Pine Island Glacier in West Antarctica in 2017.

As soon as the team saw the core, they knew they had something unusual. The layer that had formed about 90 million years ago was a different colour. More particularly, it clearly differed from the layers above it. Back at the lab, the team put the core into a CT (computed tomography) scanner. The resulting digital image showed a dense network of roots throughout the entire soil layer. The dirt also revealed ancient pollen, spores and the remnants of flowering plants from the Cretaceous period.

By analyzing the pollen and spores, a paleoecologist at Northumbria University in England, was able to reconstruct West Antarctica’s 90 million-year-old vegetation and climate. The numerous plant remains indicated that the coast of West Antarctica was a dense temperate, swampy forest, similar to the forests found in New Zealand today.

The sediment core revealed that during the mid-Cretaceous, West Antarctica had a mild climate, with an annual mean air temperature of about 12°C, similar to that of Seattle in Washington State. Summer temperatures were warmer, with an average of 19°C. In rivers and swamps, the water probably reached up to 20°C.

As far as the weather is concerned, the rainfall by that time was comparable to the rainfall of Wales or England, today. These temperatures are impressively warm, given that Antarctica had a four-month polar night, meaning that a third of every year had no life-giving sunlight. However, the world was warmer, in part, because the carbon dioxide concentration in the atmosphere was high, even higher than previously thought, according to the analysis of the sediment core.

Before the start of the study study, the general assumption was that the global carbon dioxide concentration in the Cretaceous was roughly 1,000 ppm. However, in the researchers’ model-based experiments, it took concentration levels of 1,120 to 1,680 ppm to reach the average temperatures during that period in Antarctica.

These findings show how potent greenhouse gases like carbon dioxide can cause temperatures to skyrocket, so much so that today’s freezing West Antarctica once hosted a rainforest. Moreover, it shows how important the cooling effects of today’s ice sheets are.

Thanks to the study, scientists now know that there could easily be four straight months without sunlight in the Cretaceous. But because the carbon dioxide concentration was so high, the climate around the South Pole was nevertheless temperate, without ice masses.

The question to be answered now is to know what caused the climate to dramatically cool with ice sheets forming again after Antarctic’s warmer period. The answers are now a major challenge for the international climate research community.

Source : International scientific press, like Live Science.

Vues de la forêt primaire sur l’Ile de Vancouver au Canada

Photos: C. Grandpey

Les fluctuations de la Courbe de Keeling // The fluctuations of the Keeling Curve

Je fais très souvent référence à la courbe de Keeling pour justifier la hausse des concentrations de CO2 dans l’atmosphère. Ces mesures sont effectuées sur le volcan Mauna Loa qui culmine à 4200 mètres sur la Grande Ile d’Hawaii.

On m’a demandé à plusieurs reprises pourquoi la courbe de Keeling prend des allures de montagnes russes quand on observe son évolution au cours de l’année. L’explication est relativement simple et logique.

Pour comprendre ces variations, il faut commencer au printemps qui représente pour les plantes terrestres la transition entre les branches dénudées de l’hiver et les feuillages abondants de l’été.

Après la chute des feuilles à l’automne, la litière formée par les feuilles et d’autres matières végétales mortes se décompose tout au long de l’hiver sous l’effet des microbes et bactéries. Au cours de cette décomposition, il y a production de CO2 et donc une hausse de ce gaz dans l’atmosphère au cours de l’hiver. Cela se traduit par une hausse de la courbe de Keeking.

Au printemps, les feuilles reviennent sur les arbres et la photosynthèse s’opère, ce qui entraîne une diminution du CO2 dans l’atmosphère et donc une décroissance de la courbe qui se poursuit en été..

Ce décalage entre les mois d’automne et d’hiver d’une part, le printemps et l’été d’autre part, se traduit par le tracé en dents de scie de la courbe de Keeling. Chaque année, il y a une diminution du CO2 pendant les mois de photosynthèse des plantes terrestres et une augmentation du CO2 pendant les mois sans photosynthèse et avec une décomposition importante.

Ma référence à la courbe de Keeling concerne avant tout les très importantes concentrations de CO2 que l’on observe actuellement dans l’atmosphère (environ 415,51 ppm le 26 mars 2020 !) Ce sont bien sûr les activités humaines qui sont responsables de ce niveau très élevé et très inquiétant pour notre planète.

Comme je l’ai fait remarquer précédemment, les concentrations de CO2 enregistrées sur le Mauna Loa n’ont pas varié ces derniers temps, en dépit de la baisse des émissions de gaz polluants par les industries chinoises à cause du coronavirus. Cela confirme bien ce je ne cesse de le répéter : à supposer que nous arrêtions – comme par un coup de baguette magique – nos émissions de gaz à effet de serre, il faudra des décennies avant que l’atmosphère commence à retrouver un semblant d’équilibre.

Source : NOAA.

Avec l’épidémie de coronavirus et les mesures de confinement, les médias ne cessent de nous répéter que la qualité de l’air n’a jamais été aussi bonne, en particulier en Ile-de-France. C’est bien et on ne peut que s’en réjouir. La forte réduction du trafic aérien et routier y est sûrement pour beaucoup.

Il faut toutefois pousser l’observation un peu plus loin. En effet, si les émissions de CO2 (entre autres) sont en baisse, les concentrations de ce gaz dans l’atmosphère restent à un niveau très élevé. Il ne faudrait pas oublier que des usines polluantes continuent à fonctionner dans des pays comme l’Inde, la Chine et les Etats Unis. Les concentrations de CO2 dans l’atmosphère atteignent en ce moment plus de 415 pp, ce qui est considérable et la Courbe de Keeling ne cesse de grimper.

IL faudrait plusieurs épidémies de coronavirus (je ne le souhaite pas, bien sûr !) et de gros efforts des gouvernements à la tête des pays pollueurs pour que les concentrations de CO2 montrent un certain fléchissement. Comme me le faisait remarque Jean-Louis Etienne il y a quelque temps, même si on arrêtait par un coup de baguette magique les émissions de gaz à effet de serre, il y aurait un effet de latence et il faudrait plusieurs décennies avant que l’on observe une amélioration dans l’atmosphère.

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 I very often refer to the Keeling Curve to justify the increase in CO2 concentrations in the atmosphere. These measurements are made on the Mauna Loa volcano, which rises 4,200 metres on Hawaii Big Island.
I have been asked several times why the Keeling Curve looks like a roller coaster over the year. The explanation is relatively simple and logical.
To understand these variations, it is necessary to start in spring, which represents for terrestrial plants the transition between the bare branches of winter and the abundant foliage of summer.
After the leaves fall in autumn, the litter formed by the dead leaves and other plant matter breaks down throughout the winter as a result of microbes and bacteria. During this decomposition, there is production of CO2 and therefore an increase of this gas in the atmosphere during the winter. This results in an increase in the Keeking Curve.
In spring, the leaves return to the trees and photosynthesis takes place, which results in a reduction of CO2 in the atmosphere and therefore a drop in the curve that goes on in summer.
This shift between the autumn and winter months on the one hand, and spring and summer on the other, is reflected in the jagged shape of the Keeling curve. Each year, there is a decrease in CO2 during the months of photosynthesis of terrestrial plants and an increase in CO2 during the months without photosynthesis and with significant decomposition.
My reference to the Keeling Curve concerns above all the very large concentrations of CO2 that we currently observe in the atmosphere (around 415,51 ppm at the beginning of March 26th, 2020!) Human activities are responsible for this very high and very worrying level for our planet.
As I pointed out earlier, the CO2 concentrations recorded on Mauna Loa have not changed in recent times, despite the reduction in the emission of polluting gases by Chinese industries due to the coronavirus. This confirms what I keep repeating: assuming that we stop – as if by a magic wand – our greenhouse gas emissions, it will take  the atmosphere decades to begin to regain a semblance of balance.
Source: NOAA.

With the coronavirus epidemic and the curret lockdown, the media keep telling us that air quality has never been so good, especially in Ile-de-France. It’s good and we can only be pleased. The sharp reduction in air and road traffic is surely a big factor.
However, we must take the observation a little further. Indeed, if CO2 emissions (among others) are dropping, the concentrations of this gas in the atmosphere remain at a very high level. It should not be forgotten that polluting factories continue to operate in countries such as India, China and the United States. CO2 concentrations in the atmosphere currently reach more than 415 pp, which is considerable and the Keeling Curve keeps climbing.
It would take several coronavirus epidemics (I do not wish it, of course!) And great efforts of governments at the head of the polluting countries for the CO2 concentrations to show some decline. As Jean-Louis Etienne pointed out to me some time ago, even if we stopped greenhouse gas emissions with a magic wand, there would be a latency effect and it would take several  decades before an improvement in the atmosphere can be observed.

Courbe de Keeling sur un an (Source: Scripps / NOAA)