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Du Ladakh à la Suisse, les stupas de glace // From Ladakh to Switzerland, ice stupas

Le 11 février 2021, on pouvait lire sur le site web Swiss Info qu’un projet pilote venait d’être lancé près de Pontresina (canton des Grisons) pour ralentir la fonte du glacier de Morteratsch, et qu’une technique venue de l’Himalya était notamment utilisée.

Baptisé « MortAlive », le projet a pour but de recycler les eaux de fonte du glacier. Il s’agit d’accumuler ces eaux de fonte en été pour en faire ensuite de la neige qui sera ensuite déposée sur le glacier en hiver.

Une glaciologue explique que tant qu’il y a de la neige sur la glace, le glacier est protégé. En effet, comme cela se passe sur la banquise, la neige reflète le rayonnement solaire et isole le glacier des températures élevées durant l’été.

Les systèmes d’enneigement conventionnels avec des canons à neige ne peuvent pas être utilisés en raison des mouvements des glaciers. C’est pourquoi des spécialistes ont mis au point une « corde à neige » équipée de cinq buses qui est actuellement testée.En plus de la « corde à neige », les techniciens utilisent aussi des « Ice stupa », des stupas de glace. Ces cônes de glace servent à stocker les eaux de fonte. Ils ont été inventés dans l’Himalaya où ils sont utilisés pour l’irrigation au printemps.

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Le 22 juillet 2017, j’écrivais sur ce blog une note à ce sujet. L’histoire des stupas de glace se passe au Ladakh – le « pays des hautes passes » – une région de l’Inde prise en sandwich entre deux des plus hautes chaînes de montagnes du monde, l’Himalaya et le Kunlun. Les précipitations sont rares dans cette région. L’eau, indispensable à l’irrigation des terres agricoles provient principalement de la fonte de la neige et de la glace. Cependant, le changement climatique rend cette terre encore plus sèche, laissant les agriculteurs en manque d’eau dans les mois d’avril et mai, si importants pour les plantations, juste avant que les glaciers commencent à fondre sous le soleil de l’été.
En 2014, un ingénieur en mécanique de la région a décidé de s’attaquer à la crise de l’eau au Ladakh où les glaciers reculent en raison de la hausse des températures. Ils laissent échapper beaucoup moins d’eau au début du printemps mais en fournissent une grande quantité avec la chaleur de l’été qui les amenuise encore davantage.
L’ingénieur avait en tête une idée simple: il voulait rééquilibrer ce déficit naturel en recueillant l’eau provenant de la fonte de la neige et de la glace au cours des mois froids (cette eau est perdue pour tout le monde) et en la stockant jusqu’au printemps, moment où les agriculteurs en ont le plus besoin. Pour ce faire, il a construit un « stupa de glace », cône de glace à deux niveaux, ainsi baptisé par référence aux monuments sacrés traditionnels que l’on rencontre dans toute l’Asie.
Le stupa de glace est édifié sans avoir besoin d’électricité ou de pompes, uniquement grâce à la physique. Tout d’abord, un tuyau est installé sous terre ; il relie un cours d’eau et l’endroit où le stupa de glace doit être implanté, généralement à côté d’un village. L’eau doit provenir d’un point plus élevé, d’une soixantaine de mètres ou plus. Comme un fluide dans un circuit maintient toujours son niveau – selon le principe des vases communicants – l’eau qui provient de 60 mètres en amont gicle à 60 mètres en l’air à la sortie du tuyau en aval, créant une fontaine. La température négative de l’air fait le reste et cristallise immédiatement les gouttelettes d’eau sous forme de glace qui tombe juste en dessous en formant un cône. Un cône est très facile à fabriquer avec de la glace, car tout écoulement sous forme de gouttes forme naturellement un cône. Les glaçons sont eux-mêmes des cônes inversés.
Un cône a des propriétés très intéressantes: il a une surface d’exposition minimale par rapport au volume d’eau qu’il contient; Cela signifie qu’il fond très lentement. Le prototype de 6 mètres de hauteur contenant 150 000 litres d’eau a duré de l’hiver jusqu’à la mi-mai, au moment précis où l’eau était nécessaire pour l’irrigation, alors que toutes les glaces environnantes avaient disparu fin mars. L’aspect révolutionnaire du stupa est qu’il fonctionne même à basse altitude et à des températures très chaudes.
Ce n’est pas la première fois que l’on essaye de créer un glacier artificiel dans la région, mais les tentatives précédentes ont eu lieu au-dessus de 4 000 mètres d’altitude en faisant geler l’eau dans de grands canaux qui exigeaient de l’ombre et beaucoup d’entretien, et étaient situés trop loin des champs pour être pratiques.
En raison de l’infrastructure de tuyauterie requise, le coût initial du projet est relativement élevé. L’ingénieur en mécanique a estimé qu’il aurait besoin d’environ 125 000 dollars pour réaliser la première version du stupa de glace à grande échelle. Il pourrait atteindre 25 mètres de hauteur et permettre l’irrigation d’une dizaine d’hectares de cultures. Conscient que ce coût serait trop élevé pour les autorités locales, il a décidé d’avoir recours à un financement participatif par l’intermédiaire de la plateforme Indiegogo. Cette initiative a été couronnée de succès et a suscité l’intérêt des institutions locales. En fin de compte, le gouvernement du Ladhak l’a intégrée dans ses plans de développement. Le stupa de glace a également remporté un Rolex Award for Enterprise en 2016, ce qui a rapporté une somme de 100 000 francs suisses (environ 105 000 dollars).

Les stupas de glace pourraient également être transformés en attractions touristiques, en y incorporant des bars à glace et des hôtels de glace. Cela reviendrait à mélanger le sacré et le profane et construire un pont entre différentes cultures.

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On February 11th, 2021, one could read on the Swiss Info website that a pilot project had just been launched near Pontresina (canton of Graubünden) to slow the melting of the Morteratsch glacier, and that a technique coming from the Himalya was notably used.

Called « MortAlive », the project aims to recycle the meltwater from the glacier. It accumulates meltwater in summer to then make snow which will be deposited on the glacier in winter.

A glaciologist explains that as long as there is snow on the ice, the glacier is protected. Indeed, as happens on the Arctic ice sheet, the snow reflects solar radiation and isolates the glacier from high temperatures during the summer.

Conventional snowmaking systems with snow cannons cannot be used due to the movements of glaciers. This is why specialists have developed a « snow rope » equipped with five nozzles which is currently being tested. In addition to the « snow rope », technicians also use « Ice stupas ». These ice cones are used to store meltwater. They were invented in the Himalayas where they are used for spring irrigation.

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On July 22nd, 2017, I wrote post on this blog about this topic. The story of the ice stupas is set in Ladakh – the « land of the high passes » – a region of India sandwiched between two of the world’s highest mountain ranges, the Himalayas and the Kunlun. Rainfall is scarce in this region. Water, essential for irrigating agricultural land, comes mainly from melting snow and ice. However, climate change is making this land even drier, leaving farmers running out of water in the months of April and May, so important for plantations, just before the glaciers start to melt in the summer sun. .

In 2014, a local mechanical engineer decided to tackle the water crisis in Ladakh where glaciers are retreating due to rising temperatures. They provide much less water in early spring but let out a great deal of it with the summer heat, shrinking even more.

The engineer had a simple idea in mind: he wanted to rebalance this natural deficit by collecting the water from the melting snow and ice during the cold months (this water is lost for everyone) and by removing it. And storing until spring, when farmers need it most. To do this, he built an « ice stupa », a two-tiered cone of ice, named after traditional sacred monuments that are found throughout Asia.

The ice stupa is built without the need for electricity or pumps, only through physics. First, a pipe is installed underground; it connects a stream and the place where the ice stupa is required, usually next to a village. The water must come from a higher point, sixty metres or more. As a fluid in a circuit always maintains its level – according to the principle of communicating vessels – the water which comes from 60 metres upstream spays 60 metres into the air at the outlet of the downstream pipe, creating a fountain. The negative temperature of the air does the rest and immediately crystallizes the water droplets in the form of ice which falls just below, forming a cone. A cone is very easy to make with ice, because any flow in the form of drops naturally forms a cone. The ice cubes are themselves inverted cones.

A cone has very interesting properties: it has a minimum exposure surface relative to the volume of water it contains; This means that it melts very slowly. The 6-metre-high prototype containing 150,000 litres of water lasted from winter until mid-May, at the exact moment when water was needed for irrigation, when all the surrounding ice had disappeared by the end of March. The revolutionary aspect of the stupa is that it functions even at low altitudes and in very hot temperatures.

This is not the first time that attempts have been made to create an artificial glacier in the region, but previous attempts were made above 4000 metres above sea level by freezing the water in large canals which required shade and a lot of maintenance, and were located too far from fields to be practical.

Due to the required piping infrastructure, the initial cost of the project is relatively high. The mechanical engineer estimated that he would need around $ 125,000 to make the first full-scale version of the ice stupa. It could reach 25 metres in height and allow the irrigation of ten hectares of crops. Realizing that this cost would be too high for local authorities, he decided to resort to crowdfunding through the Indiegogo platform. This initiative was successful and aroused the interest of local institutions. In the end, the government of Ladhak incorporated it into its development plans. The ice stupa also won a Rolex Award for Enterprise in 2016, which brought in 100,000 Swiss francs (approximately $ 105,000). Ice stupas could also be turned into tourist attractions, incorporating ice bars and ice hotels. It would amount to mixing the sacred and the profane and building a bridge between different cultures.

Source: CNN.

Vue du prototype du stupa de glace au Ladakh

(Crédit photo: Sonam Wangchuk)

Manque de neige hivernale sur les glaciers de l’Everest // Lack of winter snow on Everest glaciers

Le 7 février 2021, quelque 200 personnes ont péri suite à l’effondrement d’un glacier himalayen dans l’État de l’Uttarakhand, dans le nord de l’Inde. La plupart des scientifiques s’accordent pour dire que le réchauffement climatique dans cette région du monde est responsable de la catastrophe.

La confirmation vient d’être donnée par une nouvelle étude qui fournit des images de certains glaciers de l’Himalaya. Elles ont été prises le 13 octobre 2020 et le 17 janvier 2021 par l’Operational Land Imager (OLI) qui, à bord du satellite Landsat, acquiert des images dans 9 bandes spectrales situées dans le visible, l’infrarouge, le proche infrarouge et l’infrarouge à ondes courtes. Ces images montrent les plus hauts glaciers de Nanpa La et Nup La, situés à environ 50 km au nord-ouest du mont Everest ainsi que le glacier Rolwaling, situé à 20 km au sud de Nanpa La.

Dans les images ci-dessous, des bandes infrarouges à courte longueur d’onde (SWIR) ont été associées à des couleurs naturelles pour mieux différencier les zones de neige (bleu clair), la glace (bleu foncé) et l’eau de fonte (bleu encore plus foncé).

Entre octobre 2020 et janvier 2021, la ligne de neige moyenne, là où les surfaces enneigées sont découvertes est remontée d’environ 100 mètres, indiquant un dégel important. Au cours des années précédentes, la fonte s’arrêtait en général pendant l’hiver et la ligne de neige ne bougeait pas, ce qui n’est plus le cas maintenant. La glace qui se forme après la fonte de l’été n’est pas revenue en janvier car les températures ont été plus élevées que la normale pendant l’hiver.

La saison de fonte dans la région de l’Everest a généralement lieu pendant les moussons d’été, d’avril à septembre. Cependant, en 2020, les températures anormalement élevées ont prolongé cette période de quatre mois. Le 22 janvier 2021, les stations météorologiques du camp de base de l’Everest ont signalé des températures maximales supérieures à zéro pendant huit jours au cours de ce même mois. Le 13 janvier, les températures ont même atteint 7°C. Un climatologue britannique qui a aidé à la gestion des stations météorologiques sur l’Everest lors de l’expédition Rolex National Geographic confirme cette situation et ajoute que la région de l’Everest a connu des conditions printanières et estivales en hiver.

De plus, la période de mousson d’été a apporté moins de neige ces dernières années. En général, ces moussons fournissent environ 75% de l’accumulation annuelle de neige de la région. On a observé une augmentation de la pluie et du dégel pendant les moussons d’été en 2019 et 2020, ce qui a réduit la quantité de neige près de l’Everest.

Source : NASA Earth Observatory

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On February 7th, 2021, some 200 people died in the collapse of a Himalayan glacier in the state of Uttarakhand, northern India. Most scientists agree that global warming in this part of the world is responsible for the disaster.

Confirmation has just been given by a new study which provides images of certain glaciers in the Himalayas. They were taken on October 13th, 2020 and January 17th, 2021 by the Operational Land Imager (OLI) which, on board the Landsat satellite, acquires images in 9 spectral bands in the visible, infrared, near infrared and short-wave infrared. These images show the highest glaciers of Nanpa La and Nup La, located about 50 km northwest of Mount Everest as well as the Rolwaling Glacier, located 20 km south of Nanpa La.

In the images below, Short Wavelength Infrared (SWIR) bands have been combined with natural colours to better differentiate areas of snow (light blue), ice (dark blue) and meltwater (even darker blue).

Between October 2020 and January 2021, the average snow line, where the snow-covered surfaces are uncovered, rose by about 100 metres, indicating a significant thaw. In previous years, the melting usually stopped during the winter and the snow line did not move, which is not the case now. The ice that used to form after the summer melt did not return in January as temperatures were warmer than normal during the winter.

The melt season in the Everest region generally happens during the summer monsoons, from April to September. However, in 2020, abnormally high temperatures extended this period by four months. On January 22nd, 2021, weather stations at Everest Base Camp reported maximum temperatures above zero for eight days during that same month. On January 13th, temperatures even reached 7 ° C. A British climatologist who helped manage weather stations on Everest during the Rolex National Geographic expedition confirms this and adds that the Everest region has experienced spring and summer conditions in winter.

In addition, the summer monsoon period has brought less snow in recent years. In general, these monsoons provide about 75% of the region’s annual snowfall accumulation. An increase in rain and thaw was observed during the summer monsoons in 2019 and 2020, which reduced the amount of snow near Mt Everest.

Source: NASA Earth Observatory

Source : NASA Earth Observatory

Glaciers en péril en Papouasie-Nouvelle-Guinée // Glaciers at risk in Papua-New-Guinea

La série noire glaciaire continue. C’est au tour de deux glaciers de Papouasie de se diriger vers une mort certaine sous les coups de boutoir du réchauffement climatique. Les deux glaciers, situés au sommet du Puncak Jaya – ou Mont Carstensz – (4884 m) sont en train de vivre leurs dernières années d’existence. En effet, ces glaciers ont continué à reculer considérablement depuis des observations effectuées entre 2002 et 2018, et les glaciologues estiment qu’ils disparaîtront dans les prochaines années, en 2023 ou 2026 au plus tard.

La superficie couverte par la glace qui recouvre le Puncak Jaya a perdu 1,45 km2 entre 2002 et 2015. En 2018, les glaciers ne recouvraient plus qu’une surface de 0,46 km2. Les glaciers ne font pas que reculer ; ils s’amincissent aussi. Leur épaisseur  diminue de 1,05 m par an depuis 2010.

Les glaciers sont victimes de deux phénomènes qui vont de pair : d’une part l’augmentation de la température de l’air qui provoque, d’autre part, l’augmentation de la température de la roche. En effet, les roches exposées par la fonte de la glace sont noires et absorbent le rayonnement solaire, ce qui, in fine, accélère la disparition du glacier. Ce double réchauffement par le haut et par le bas entraîne la contraction progressive de la surface du glacier, ce qui se traduit par sa division en deux masses de glace.

Source : Courrier International.

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The glacial black series continues. Two glaciers in Papua are going to a certain death under the blows of global warming. The two glaciers, located at the top of Puncak Jaya – or Mount Carstensz – (4884 m) are living their last years of existence. Indeed, these glaciers have never stopped retreating since the observations made between 2002 and 2018, and glaciologists believe that they will disappear in the next few years, in 2023 or 2026 at the latest.

The area of ice ice covering Puncak Jaya lost 1.45 km2 between 2002 and 2015. In 2018, glaciers covered an area of obly ​​0.46 km2. Glaciers aren’t just retreating; they’re thinning too. Their thickness has been decreasing by 1.05 m per year since 2010.

Glaciers are victims of two phenomena that go hand in hand: on the one hand, an increase in air temperature which causes, on the other hand, an increase in the temperature of the rock. Indeed, the rocks exposed by the melting ice are black and absorb solar radiation, which, in turn, accelerates the disappearance of the glacier. This double warming from above and below leads to the progressive contraction of the glacier’s surface, which results in its division into two masses of ice.

Source: Courrier International.

Cette photo prise en 2005 montre le glacier Carstensz  en bas à droite. La dépression circulaire sur la gauche est la mine d’or de Grasberg, la plus grande du monde (Source : NASA)

La disparition de la glace // Ice disappearance

Une étude réalisée par des glaciologues de l’Université de Leeds en Grande-Bretagne et publiée le 25 janvier 2021 dans la revue The Cryosphere confirme la fonte rapide de la glace dans le monde. Les auteurs de l’étude expliquent que la glace terrestre fond plus rapidement aujourd’hui qu’au milieu des années 1990. Au final, on estime que la glace de mer, les calottes glaciaires et les glaciers dans le monde ont perdu dans leur ensemble 28 000 milliards de tonnes de glace depuis le milieu des années 1990. La vitesse de fonte annuelle de la glace est actuellement environ 57% plus rapide qu’il y a trois décennies.

La fonte de la glace terrestre sur les glaciers de l’Antarctique, du Groenland et des montagnes en général a ajouté suffisamment d’eau aux océans au cours des trois dernières décennies pour faire monter leur niveau moyen de 3,5 centimètres dans le monde. La perte de glace sur les glaciers des montagnes a représenté 22 pour cent de la perte totale annuelle de glace. Ce chiffre est remarquable quand on sait que cette fonte ne représente qu’environ 1 pour cent de toute la glace à la surface des terres.

Dans l’ensemble de l’Arctique, la surface occupée par la glace de mer rétrécit à une vitesse incroyable. 2020 a connu la deuxième plus faible étendue de glace de mer depuis l’apparition des données satellitaires il y  40 ans. En disparaissant, la glace de mer expose des zones présentant une eau sombre qui absorbe le rayonnement solaire au lieu de le renvoyer vers l’espace. Cette «amplification arctique» accélère la hausse des températures dans la région.

La température atmosphérique dans le monde a augmenté d’environ 1,1 degré Celsius depuis l’époque préindustrielle. Ce qui est particulièrement inquiétant, c’est que dans l’Arctique, la vitesse de réchauffement a été plus du double de la moyenne mondiale au cours des 30 dernières années.

À l’aide de données satellitaires couvrant la période 1994 – 2017, des mesures sur sites et des simulations informatiques, les scientifiques britanniques qui ont rédigé l’étude ont calculé que le monde perdait en moyenne 0,8 billion de tonnes métriques de glace par an dans les années 1990. Aujourd’hui, ce chiffre atteint 1,2 billion de tonnes métriques par an. [1 billion = 1012]

Source: Reuters, Yahoo News.

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 A study made by glaciologists at Leeds University in Britain and published on January 25th, 2021 in the journal The Cryosphere confirms tha fast melting of ice around the world. The authors of the study explain that Earth’s ice is melting faster today than in the mid-1990s. Altogether, an estimated 28 trillion metric tons of ice have melted away from the world’s sea ice, ice sheets and glaciers since the mid-1990s. Annually, the melt rate is now about 57 percent faster than it was three decades ago.

The melting of land ice on Antarctica, Greenland and mountain glaciers has added enough water to the ocean during the last three decades to raise the average global sea level by 3.5 centimetres. Ice loss from mountain glaciers accounted for 22 percent of the annual total ice loss, which is noteworthy considering it accounts for only about 1 percent of all land ice atop land.

Across the Arctic, sea ice is also shrinking at an incredible speed. 2020 was the second-lowest sea ice extent in more than 40 years of satellite monitoring. As sea ice vanishes, it exposes dark water which absorbs solar radiation, rather than reflecting it back out of the atmosphere. This ‘Arctic amplification’ boosts regional temperatures even further.

The global atmospheric temperature has risen by about 1.1 degrees Celsius since pre-industrial times. But in the Arctic, the warming rate has been more than twice the global average in the last 30 years.

Using 1994–2017 satellite data, site measurements and some computer simulations, the British scientists who wrote the study calculated that the world was losing an average of 0.8 trillion metric tons of ice per year in the 1990s, but about 1.2 trillion metric tons annually in recent years.

Source : Reuters, Yahoo News.

Photo : C. Grandpey