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La fonte des glaciers de montagne // The melting of mountain glaciers

Selon une nouvelle étude réalisée par des chercheurs britanniques et publiée en février 2022 dans la revue Nature Geoscience, les glaciers de montagne continuent de reculer en raison du changement climatique et sont moins volumineux qu’on ne le pensait auparavant. Cette situation met en danger des millions de personnes qui dépendent des glaciers pour leur approvisionnement en eau.
Par exemple, les chercheurs ont découvert que les glaciers des Andes stockent 23 % d’eau douce en moins par rapport aux estimations précédentes. La plus grande ville de Bolivie, La Paz, avec plus de deux millions d’habitants, dépend fortement des eaux de ruissellement des glaciers pour l’agriculture et pour lutter contre contre la sécheresse.

De la même manière, les autorités péruviennes s’inquiètent de la fonte des glaciers dans leurs montagnes. La disparition de la glace signifierait plus d’eau pour la population, pour l’irrigation et pour l’hydroélectricité. Les agriculteurs devraient quitter les campagnes pour aller vivre à Lima, la capitale, qui dépend également des glaciers pour son approvisionnement en eau.

Comme les glaciers perdent plus de masse en fondant qu’ils n’en gagnent par accumulation de neige en amont, le débit des rivières qui y prennent leur source devient irrégulier, avec parfois des périodes d’inondation, et ces cours d’eau finissent par se tarir, d’abord à basse altitude, puis à des niveaux plus élevés.
La découverte de cette perte de glace est importante et aura des conséquences pour des millions de personnes dans le monde. Cependant, certaines montagnes comme l’Himalaya, ont plus de glace – jusqu’à un tiers – que prévu, ce qui réduira la pression sur les ressources en eau dans la région. À l’échelle mondiale, cependant, l’étude de données satellitaires couvrant 98% des glaciers a révélé que le volume de l’ensemble des glaciers était inférieur de 11% aux estimations précédentes.

Un point positif concerne l’élévation du niveau de la mer, considéré comme l’une des conséquences les plus inquiétantes du réchauffement climatique. Tout au long du 20ème siècle, la fonte des glaciers a été l’une des principales causes de la montée du niveau des océans, sans oublier leur dilatation avec la hausse des températures. La nouvelle étude réduit la contribution potentielle des glaciers à l’élévation du niveau de la mer d’environ 33 à 26 centimètres.
Cette réduction, bien que non négligeable, reste peu de chose par rapport à l’impact de la fonte des calottes glaciaires qui reste la principale cause de l’élévation du niveau de la mer au 21ème siècle. Les étendues de glace de plusieurs kilomètres d’épaisseur qui recouvrent l’Antarctique occidental et le Groenland contiennent suffisamment d’eau pour faire monter le niveau des océans d’environ 13 mètres.

Malgré leur immobilité apparente, les glaciers sont constamment en mouvement; ce sont des rivières de glace qui avancent par gravité. Grâce à l’imagerie satellitaire, les chercheurs ont pu suivre le mouvement de l’ensemble des glaciers de la planète depuis l’espace. Pour créer une base de données à propos de leur écoulement, ils ont étudié plus de 800 000 couples d’images satellites montrant les glaciers avant et après un moment donné, y compris de grandes calottes glaciaires, des glaciers alpins avançant plus rapidement dans des vallées étroites, d’autres à la progression plus lente dans des vallées plus larges, et des glaciers venant vêler dans la mer.
L’analyse des images haute résolution fournies par les satellites de la NASA et de l’Agence spatiale européenne a nécessité plus d’un million d’heures de calculs sur les superordinateurs de Grenoble.

Dans la mesure où il y a moins de glace dans les glaciers sur Terre, ils disparaîtront plus tôt que prévu de sorte que les zones habitées qui dépendent de leur glace et de leur eau subiront plus tôt les effets du changement climatique. Dans sa conclusion, l’étude explique que « dans tous les coins de la planète, la saisonnalité des niveaux d’eau des rivières changera de façon spectaculaire en fonction de la vitesse de fonte des glaciers ».
Source : France 24.

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According to a new study by British researchers released in February 2022 in the journal Nature Geoscience , mountain glaciers shrinking due to climate change are less voluminous than previously understood, putting millions who depend on them for water supply at risk.

For instance, the researchers found that glaciers in the Andes store 23 percent less fresh water compared to earlier estimates. Bolivia’s largest city La Paz, with more than two million inhabitants, is highly dependent on glacier runoff for agriculture and as a buffer against drought. In the same way, Peruvian authorities worry about the melting of glaciers in the country’s mountains. No more ice would mean no water fot the population, for irrigation and for hydroelectricity. Farmers would have to move to Lima, the capital, which also depe,ds on the glaciers for its water supply.

As glaciers lose more mass through melt-off than they gain with fresh snow, water flows become irregular — including periods of flooding — and eventually dry up, first in low altitude mountains, and eventually in higher ones.

The finding of less ice is important and will have implications for millions of people living around the world. Some regions, however, including the Himalayan mountains, were found to have up to a third more ice than thought, which will reduce the pressure on water resources. Globally, however, the satellite-based survey covering 98 percent of the world’s glaciers found that the volume of all glaciers combined was 11 percent smaller than earlier calculations.

One silver lining is the implications for sea level rise, projected to be among the most devastating consequences of global warming. Throughout the 20th century, melting glaciers was one of the main causes of rising ocean levels, along with the expansion of sea water as it warms. The new estimate lowers the potential contribution of glaciers to sea level rise from about 33 to 26 centimetres.

That reduction, while not insignificant, is incidental compared to the impact of melting ice sheets, which have become the main cause of rising sea levels in the 21st century. The kilometres-thick blankets of ice atop West Antarctica and Greenland hold enough frozen water to lift oceans some 13 metres.

Despite their apparent immobility, glaciers are constantly on the move, pushed by gravity. Using satellite imagery, the researchers were able to track the motion of glaciers from space at the global scale. To create an ice flow database, they studied more than 800,000 pairs of before-and-after satellite images of glaciers, including large ice caps, narrow alpine glaciers, slow valley glaciers and fast tidewater glaciers.

The high-resolution images, captured by NASA and European Space Agency satellites, required more than one million hours of computational time on super-computers in Grenoble.

Because there is less ice stored in the world’s glaciers than previously thought, they will disappear earlier than expected, and so the communities that depend on their ice and water will experience the worst effects of climate change sooner. In its conclusion, the study explains that « in every corner of the planet, the seasonality of river water levels will change dramatically as glaciers melt away. »

Source : France 24.

Photos : C. Grandpey

Le dégel du permafrost et ses conséquences // Permafrost thawing and its consequences

J’ai alerté à plusieurs reprises sur les conséquences du dégel du pergélisol en Arctique : routes déformées, forêts ivres, etc. Les maisons fissurées et les ruptures de pipelines vont très probablement devenir de plus en plus fréquentes dans et près de l’Arctique, car la hausse des températures provoque le dégel du sol gelé. Tous ces événements sont confirmés par une nouvelle étude réalisée par des chercheurs des universités de Finlande et d’Alaska.
Cinq millions de personnes vivent sur le pergélisol arctique, notamment en Russie, en Amérique du Nord et en Scandinavie. Le changement climatique provoque un réchauffement de l’Arctique deux à quatre fois plus rapide que le reste de la planète et les scientifiques affirment que 70 % des infrastructures – dont 30 à 50 % sont des infrastructures essentielles à l’économie – courent un risque élevé de dégâts d’ici 2050, avec un coût estimé à des dizaines de milliards de dollars.
Le pergélisol fait référence à une terre qui est restée gelée de façon continue pendant plus de deux ans. Il couvre environ un quart de la surface terrestre de l’hémisphère nord, dont la moitié du territoire canadien et 80 % de celui de l’Alaska. La hausse des températures en fait dégeler certaines parties avec des effets souvent imprévisibles, notamment la formation de cavités, des glissements de terrain et des inondations. Les constructions elles-mêmes et le réchauffement climatique provoquent le dégel du pergélisol, ce qui menace les infrastructures existantes et les futurs projets de construction.
Le dégel du pergélisol pose des problèmes dans tous les domaines, qu’il s’agisse de creuser les fondations d’une maison ou de construire une route, ou encore quand il s’agit d’installer des systèmes d’égout et d’alimentation en eau. On peut voir les fondations des bâtiments et des routes se déformer ; les gens roulent sur des routes bosselées.
En raison de la façon inégale et injuste dont le gouvernement américain a réparti les terres après la colonisation aux 19ème et 20ème siècles, les villages autochtones ont maintenant des terres de plus en plus réduites et de plus en plus instables.
Dans le même temps, en Russie, jusqu’à 80% des bâtiments sont endommagés dans certaines villes construites sur le pergélisol. La plupart des villes de l’Arctique sont situées en Russie et la dégradation du paysage affecte la sécurité alimentaire, les modes de vie traditionnels et l’accessibilité. On sait que que le réchauffement de la planète va s’accélérer dans les années à venir; cela signifie que le pergélisol va dégeler encore davantage, menaçant les infrastructures et les zones habitées. Au moins 120 000 bâtiments, 40 000 km de routes et 9 500 km de pipelines, ainsi que des pistes d’atterrissage, sont situés dans les zones de pergélisol de l’hémisphère nord. Toute la stabilité du paysage dépend du seuil de 0°C. En conséquence, à mesure que la température de surface approche de zéro, les problèmes apparaissent en cascade. Dans certaines localités, les conduites d’eau se rompent et les maisons deviennent instables lorsque le sol s’affaisse. Pour les enfants, il est devenu dangereux de jouer à l’extérieur dans certaines zones en raison des grandes flaques d’eau de fonte du permafrost.
En 2020, des preuves évidentes de l’impact catastrophique du dégel du pergélisol dont apparues lorsqu’une énorme marée noire a provoqué l’une des pires catastrophes environnementales de la Russie. En juin et juillet 2020, j’ai expliqué dans plusieurs articles qu’environ 21 000 tonnes de fuel se sont déversées à Norilsk dans les rivières et les lacs du nord de l’Arctique russe. Les enquêteurs pensent que les réservoirs de fuel se sont enfoncés dans le sol devenu instable à cause du dégel du pergélisol.
Il est possible de s’attaquer au problème du dégel du pergélisol en utilisant différentes techniques de construction ou en essayant de maintenir le pergélisol à basse température, mais ces solutions sont coûteuses et risquées. Certaines routes de l’Alaska sont construites avec des remblais à convection d’air. Cette technique consiste à placer des pierres poreuses à l’intérieur de la surface des routes pour permettre à la chaleur de s’évacuer du sol gelé (voir photo ci-dessous)
La plupart des scientifiques pensent que la solution la plus raisonnable consisterait à réduire notre dépendance aux gaz à effet de serre et ainsi à abaisser le degré de réchauffement de notre planète.
Les scientifiques étudient aussi attentivement le pergélisol pour évaluer la quantité de dioxyde de carbone qu’il libère et fur et à mesure que le sol se réchauffe.
Source : Nature Reviews Earth & Environment, Yahoo News.

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I have alerted several times to the consequences of the thawing of permafrost in the Arctic: distorted roads, drunken forests, and so on. Cracked homes, and ruptured pipelines are likely to become common in and near the Arctic as warming temperatures cause frozen ground to thaw. All these events are confirmed by a new study made by researchers from the universities of Finland and Alaska.

Five million people live on Arctic permafrost including in Russia, North America and Scandinavia. Climate change is causing the Arctic to warm two-to-four times faster than the rest of the planet and scientists say that 70% of infrastructure and 30-50% of critical infrastructure is at high risk of damage by 2050, with projected cost of tens of billions of dollars.

Permafrost is defined as land that has been frozen continuously for more than two years. It covers around one quarter of the northern hemisphere’s land surface, including half of Canada’s land and 80% of Alaska’s. Warming temperatures are causing parts of it to thaw with often unpredictable effects, including sinkhole formation, land slips and flooding. Both the construction itself and the warming of the climate cause permafrost to thaw, which threatens existing infrastructure and future construction projects.

The thawing of permafrost affects everything from trying to dig foundations for a house, or building a level road, to installing sewer and water systems. One can see the foundations of buildings and highways are up and down; people are driving over big bumps in the roads.

Because of the unequal way that the US government divided up land after colonisation in the 19th and 20th centuries, indigenous villages now have limited land and few options to move as it becomes unstable.

Meanwhile in Russia, up to 80% of buildings are damaged in some cities built on permafrost. Most of the cities in the Arctic are located in Russia and the degrading landscape is affecting food security, traditional lifestyles and accessibility. As the heating of the planet is projected to accelerate in coming years, more permafrost is expected to thaw, threatening infrastructure and communities. At least 120,000 buildings, 40,000 km of roads and 9,500 km of pipelines, as well as airstrips, are located in permafrost areas of the northern hemisphere. The whole landscape stability is dependent on the threshold of zero degrees Celsius. And as surface temperature approaches zero, huge waves of problems are appearing. In some communities, water mains are rupturing and houses are becoming unstable when the ground subsides. It has become dangerous to play outside in areas due to ponds forming from meltwater.

In 2020, evidence of the catastrophic impact of warming permafrost was clear when a huge oil spill caused one of Russia’s worst environmental disasters. In June and July 2020, I explained in several posts that around 21,000 tonnes of diesel poured from Norilsk Nickel’s storage tanks into rivers and lakes in Russia’s Arctic north. Investigators believe the tanks sank into the ground after it became unstable as permafrost thawed.

It is possible to tackle the problem of permafrost thawing by using different building design or trying to keep the permafrost cool. But it is expensive and risky. Some highways in Alaska are already built with air convection embankments. This method places porous stones inside the surface of roads to encourage heat to rise away from the frozen ground (see photo below)

Most scientists will probably agree that the sensible solution is to reduce our dependency on greenhouse gases and thereby lower the degrees to which our planet will warm.

Scientists are also closely analysing permafrost to assess how much carbon dioxide locked inside the frozen land is being released as it warms.

Source : Nature Reviews Earth & Environment, Yahoo News.

Source: Wikipedia

Route dégradée par le dégel du pergélisol en Alaska (Photo: C. Grandpey)

Bâtiments affectés par le dégel du permafrost (Photo: C. Grandpey)

Recherche de solutions pour le réseau routier dans le Yukon canadien (Photos: C. Grandpey)

Climat mondial : retour de La Niña !

Quand je parle du réchauffement climatique au cours de ma conférence « Glaciers en péril » (voir colonne de gauche de ce blog), j’insiste sur l’importance d’un double phénomène dans le Pacifique oriental, au niveau de la zone équatoriale: El Niño et La Niña. Alors que El Niño crée un effet de réchauffement global, La Nina est une anomalie froide des eaux de surface de cet océan. Cette anomalie est si vaste qu’elle peut impacter le climat planétaire. L’épisode actuel avait débuté à l’automne 2020. Par la suite, après une période neutre, sans anomalie cet été, la NOAA vient d’indiquer que le retour de la Nina a lieu cet automne et se poursuivra pendant l’hiver.

Les eaux de surface des océans connaissent des phases chaudes et froides. Lorsque ces variations de températures s’étendent sur des milliers de kilomètres, elles affectent le sens des courants marins et modifient également la circulation atmosphérique. Ces variations cycliques ont de lourdes conséquences sur le climat mondial, dont certains effets peuvent se répercuter jusqu’en Europe.

Des eaux plus froides sont propices à la formation de hautes pressions tandis que les eaux plus chaudes génèrent la formation de dépressions. Ces centres d’action mettent en mouvement des vents d’orientations différentes qui vont modifier le jet stream en haute altitude, ce qui va ensuite jouer sur le climat planétaire. Ainsi, l’Australie connaît davantage de pluies pendant La Niña avec des risques d’inondation, tout comme l’Asie du sud-est et certaines îles du Pacifique. A l’opposé, certaines zones de l’Amérique du Sud risquent de connaître la sécheresse, ainsi que le sud des États-Unis et une partie de l’Amérique Centrale. En outre, en modifiant les vents de haute altitude, La Niña favorise la formation d’ouragans dans l’océan Atlantique et les minimise dans le Pacifique. Enfin, en période de La Niña, le jet stream se met à onduler ce qui a pour conséquence de faire descendre de l’air froid sur l’Amérique du Nord,. Ce même principe des descentes d’air froid est également susceptible de se produire sur l’Europe de l’Ouest lors des années La Niña.

L’arrivée de La Niña à l’automne 2020 fut accompagnée d’une baisse rapide, mais modeste des températures planétaires, qui se sont ensuite stabilisées pendant les mois de l’hiver boréal. Cela n’a pas empêché de connaître un été parmi les trois plus chauds dans l’hémisphère nord, tandis que l’hiver austral a connu des anomalies froides assez marquées, particulièrement en Antarctique. Pour les autres parties du globe, comme l’Europe, les effets sont nettement amoindris et parfois même encore mal connus. La relation de cause à effet avec l’Europe est moins nette pour plusieurs raisons. D’une part, le continent est situé en bout de course du fait de son éloignement géographique. Il n’y a donc pas d’impact véritablement défini des phénomènes La Niña et El Niño sur le climat de la France. D’autre part, d’autres paramètres climatiques interfèrent tels que les vents au-dessus de l’Afrique intertropicale par exemple. Il est cependant admis que La Niña est plutôt propice à des hivers froids en Europe, ce qui a été constaté dans les années 2010 par exemple.

En conclusion, on retiendra que La Nina est de retour pour cet automne et pour l’hiver dans l’Océan Pacifique, ce qui peut modifier régionalement le climat. On sait que ce phénomène refroidit la planète, mais que, dans le contexte du réchauffement climatique, ces refroidissements sont atténués. Ainsi, il est probable que cette année 2021 ne sera pas aussi chaude que les dernières qui viennent de s’écouler, tout en restant a priori parmi les 6 plus chaudes jamais enregistrées.

Source: Météo France.

 

La Niña dans la zone équatoriale de l’océan Pacifique début octobre 2021 (Source: NASA)

La disparition du pergélisol et ses conséquences / The disappearance of permafrost and its consequences

Comme je l’ai déjà écrit à plusieurs reprises, le pergélisol dégèle à une vitesse incroyable dans les hautes latitudes de l’Arctique, et plus particulièrement en Sibérie. Il dégèle si vite que le Ministre des Ressources Naturelles a déclaré froidement : « La Russie va perdre son pergélisol». Selon lui, les territoires du nord «deviendront des terres arables dans 20 à 30 ans», et devront s’adapter rapidement.

Le pergélisol, un mélange compact de sol gelé de sable et de glace de plusieurs mètres d’épaisseur, situé sous les villes et les vastes zones non peuplées des régions arctiques russes, est en train de disparaître. «Toutes ces régions savent ce qui les attend dans 20 ou 30 ans. Elles cesseront d’être nordiques d’un point de vue climatique et se transformeront d’un seul coup en terres agricoles ». Le ministre estime que ces régions devront s’adapter rapidement à cette nouvelle situation. Si le dégel du pergélisol se poursuit, une énorme superficie de nouvelles terres agricoles pourrait s’ajouter aux terres existantes en Russie, mais personne ne sait s’il sera facile et possible de les convertir en terres cultivables.

La Russie possède une vaste zone arctique qui s’étend sur environ quatre millions de kilomètres carrés de l’ouest à l’est. Près de 60% de cette zone est constituée de pergélisol, et le sous-sol qui se cache sous la couche gelée n’a jamais été étudié. Le pergélisol russe est également le plus grand réservoir de carbone organique au monde. Il se transforme en gaz à effet de serre comme le méthane quand il dégèle. Dans la seule Yakoutie, au nord-est de la Sibérie, le pergélisol recèle 500 gigatonnes de matière organique, avec des racines, des arbustes et des arbres anciens, ainsi que des restes d’animaux. De par son poids estimé, il est plus lourd que toute la biomasse terrestre.

À la fin de 2019, le ministère du Développement de l’Extrême-Orient russe et de l’Arctique a estimé la perte annuelle due au dégel du pergélisol entre 50 et 150 milliards de roubles (676 millions de dollars à 2,03 milliards de dollars).

Le dégel du pergélisol menace de nombreux bâtiments dans l’Arctique. Les tuyaux se déforment et explosent, les piles qui supportent les infrastructures s’effondrent. Il ne faut pas oublier qu’en mai 2020, un accident s’est produit près de Norilsk. Plus de 21 000 tonnes de carburant se sont sont échappées d’une installation de stockage CHPP-3 et ont pollué les rivières et le sol. L’effondrement de la cauve de stockage a été causé par des piles qui ont lâché en raison du dégel du pergélisol. En mars 2021, par décision de justice, l’entreprise a dû payer une amende de 146,2 milliards de roubles.

Un autre avertissement concernant le dégel à grande échelle du pergélisol est venu d’un groupe d’experts russes qui étudient les effets du changement climatique. Même si le réchauffement climatique est contenu à un niveau inférieur à 2 degrés Celsius, trois à quatre mètres de pergélisol disparaîtront d’ici 2100. Si les émissions de gaz à effet de serre continuent d’augmenter, les scientifiques affirment que 70% du pergélisol arctique disparaîtra.

Source: The Siberian Times.

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As I put it several times before, the permafrost is thawing at an incredible speed in the high latitudes of the Arctic, and more particularly in Siberia. It is thawing so fast that the Minister of Natural Resoucess has said that “Russia is to lose its permafrost”.In his opinion, northern territories “will become arable farmland in 20-to-30 years”, and will have to adapt fast.

The phenomenon of permafrost,  a several-metre-deep and hard frozen mix of soil, sand and ice, lying under cities, towns and vast unpopulated areas of Russian Arctic regions, is vanishing. “Every such region understands what’s coming to it in 20, 30 years. It’ll stop being northern (from a climatic viewpoint), or it will suddenly turn into a clearly agricultural”.

The minister believes that the regions will have to adapt to this fast-changing situation.

If the permafrost thawing continues, an enormous amount of new agricultural land could come Russia’s way: but nobody knows whether it will be easy to convert this land into viable farmland

Russia has a vast Arctic zone, spreading about four million square kilometres along its northern border from the west to the extreme east. Almost 60% is permafrost, which means that the mainland’s subsoil underneath the frozen layer has never been studied.

Russian permafrost area is also the world’s biggest reservoir of organic carbon, which converts into a greenhouse gas including methane once it thaws. The permafrost in Yakutia alone, in north-eastern Siberia, comprises up to 500 gigaton of organic matter like roots of ancient grass, bushes and trees, plus the remains of animals. By its estimated weight it is heavier than all currently growing Earth’s biomass.

Back at the end of 2019, Russia’s Ministry for Development of Far East and Arctic estimated the country’s annual loss due to thawing permafrost at 50 to 150 billion roubles ($676 million to $2.03 billion).

Thawing permafrost threatens numerous buildings and infrastructure in the Arctic. Pipes are blowing up, piles are collapsing. One should not forget that in May 2020, an accident occurred near Norilsk: more than 21,000 tonnes of diesel fuel spilled out of the CHPP-3 storage facility and entered rivers and soil. One of the possible reasons for the incident is a sudden collapse of the storage piles due to a change in the state of the permafrost. In March 2021, by court order, the company had to pay a fine of 146.2 billion rubles.

Another warning about the upcoming large-scale thawing of permafrost came from a group of Russian experts who follow the effects of changing climate. Even if global warming is contained at a level significantly lower than 2 degrees Celsius, still three to four metres of permafrost will thaw by 2100. Should the emission of greenhouse gas continue to grow, scientists say that up to 70 percent of the permafrost can be lost.

Source: The Siberian Times.

Surface occupée par le pergélisol dans l’Arctique

(Source : Woods Hole Research Center)