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Réchauffement climatique et stratification des océans // Climate change and ocean stratification

Vous ne vous en rendez pas compte quand vous faites trempette dans l’Océan Atlantique ou la Mer Méditerranée, mais les océans et les mers de la planète sont devenus plus stratifiés et plus stables au cours des dernières décennies à cause du réchauffement climatique.

Il faut savoir que les océans présentent une stratification verticale selon trois couches principales : 1) eaux de surface, 2) thermocline, et 3) eaux profondes. La thermocline est la couche d’eau qui organise la transition entre les deux autres couches.

L’augmentation de la stratification des océans est importante. D’une part, elle a des conséquences majeures pour la vie dans l’océan en réduisant les échanges de nutriments et d’oxygène. D’autre part, la stratification est une rétroaction positive qui risque en retour d’aggraver le réchauffement climatique.

Une nouvelle étude publiée dans  Nature Climate Change  montre que l’océan mondial est devenu plus stratifié, ce qui implique des différences de densité, avec une eau plus chaude, plus légère et moins salée qui se superpose à une eau plus lourde, plus froide et plus salée. Le mélange entre ces couches se produit lorsque la chaleur s’infiltre lentement plus profondément dans l’océan, phénomène qui se combine à l’action des courants, des vents et des marées. Le problème, c’est que plus la différence de densité entre les couches est grande, plus le mélange est lent et difficile et plus l’océan devient stratifié et stable.

La densité de l’eau de mer ne dépend pas seulement de la température ; elle dépend aussi de la salinité. L’eau douce est plus légère que l’eau salée, et la fonte des glaces entraîne une accumulation d’eau douce et légère à la surface, en particulier aux latitudes plus élevées.

Cette configuration stratifiée stable agit comme une barrière. Elle tend à empêcher le mélange avec des eaux froides plus profondes. Cela a donc un impact sur l’efficacité des échanges verticaux de chaleur, de carbone, d’oxygène et d’autres constituants.

La dernière étude montre que la stratification de l’océan a augmenté de 5,3% depuis 1960 pour les 2000 m supérieurs. De 1960 à 2018, les données IAP (Institute of Atmospheric Physics) montrent un renforcement de la stratification de 5 à 18% dans les 150 premiers mètres.

La stratification, cependant, n’a pas augmenté uniformément dans tous les bassins océaniques. La plus forte augmentation a été observée dans l’océan Austral (9,6%), suivi de l’océan Pacifique (5,9%), de l’océan Atlantique (4,6%) et de l’océan Indien (4,2%).

La modification de la stratification va avoir des conséquences importantes. En effet, avec une stratification accrue, la chaleur du réchauffement climatique ne peut pas pénétrer aussi facilement dans l’océan profond, ce qui contribue à augmenter la température de surface. Le phénomène réduit également la capacité de stockage du carbone dans l’océan, exacerbant le réchauffement climatique dans une boucle de rétroaction. L’eau de surface chaude n’absorbe pas le dioxyde de carbone aussi efficacement que l’eau froide et ne l’enfouit pas en profondeur.

Enfin, la stratification contrarie les échanges verticaux de nutriments et d’oxygène et impacte l’approvisionnement alimentaire de l’ensemble des écosystèmes marins. Les régions avec l’augmentation maximale de la stratification correspondent aux régions où la désoxygénation a été observée. Une eau plus chaude peut absorber moins d’oxygène, et l’oxygène qui est absorbé ne peut pas se mélanger aussi facilement avec les eaux océaniques plus froides du dessous. Plus de 80% du déclin mondial observé en oxygène des océans est associé à une stratification accrue et à un affaiblissement consécutif de la ventilation en eau profonde.

Source : Nature Climate Change, global-climat.

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You don’t realize it when you take a dip in the Atlantic Ocean or the Mediterranean Sea, but the oceans and seas of the planet have become more stratified and more stable in recent decades due to global warming.
It should be noted that the oceans have a vertical stratification according to three main layers: 1) surface water, 2) thermocline, and 3) deep water. The thermocline is the layer of water that organizes the transition between the other two layers.
The increase in ocean stratification is significant. On the one hand, it has major consequences for life in the ocean by reducing the exchange of nutrients and oxygen. On the other hand, stratification is positive feedback that in turn mau make global warming worse.
A new study published in Nature Climate Change shows that the global ocean has become more stratified, implying differences in density, with warmer, lighter and less salty water superimposed on heavier, colder and more salty water. The mixing between these layers occurs as heat slowly seeps deeper into the ocean, a phenomenon that combines with the action of currents, winds and tides. The problem is, the greater the difference in density between the layers, the slower and more difficult the mixing and the more layered and stable the ocean becomes.
The density of seawater is not just a function of temperature; it also depends on the salinity. Fresh water is lighter than salt water, and melting ice results in a buildup of fresh, light water on the surface, especially at higher latitudes.
This stable layered configuration acts as a barrier. It tends to prevent mixing with colder deeper waters. This therefore has an impact on the efficiency of the vertical exchanges of heat, carbon, oxygen and other constituents.
The latest study shows that ocean stratification has increased by 5.3% since 1960 for the top 2000 m. From 1960 to 2018, IAP (Institute of Atmospheric Physics) data shows an increase in stratification of 5 to 18% in the first 150 meters.
Stratification, however, did not increase uniformly in all ocean basins. The largest increase was observed in the Southern Ocean (9.6%), followed by the Pacific Ocean (5.9%), the Atlantic Ocean (4.6%) and the Indian Ocean ( 4.2%).
The modification of the stratification will have important consequences. This is because with increased stratification, the heat from global warming cannot penetrate as easily into the deep ocean, which helps to increase the surface temperature. The phenomenon also reduces carbon storage capacity in the ocean, exacerbating global warming in a feedback loop. Hot surface water does not absorb carbon dioxide as effectively as cold water and does not bury it deeply.
Finally, stratification thwarts the vertical exchange of nutrients and oxygen and impacts the food supply of all marine ecosystems. The regions with the maximum increase in stratification correspond to the regions where deoxygenation was observed. Warmer water can absorb less oxygen, and the oxygen that is absorbed cannot mix as easily with the cooler ocean waters below. More than 80% of the observed global decline in ocean oxygen is associated with increased stratification and the consequent weakening of ventilation in deep water.
Source: Nature Climate Change, global-climat.

Evolution de la stratification entre 0 et 2000 mètres de 1960 à 2018 (Source : Nature Climate Change)

L’accélération des catastrophes naturelles // The acceleration of natural disasters

Le 6 octobre 2020, j’ai publié une note intitulée « Du jamais vu, mais que l’on reverra » ; elle faisait suite aux inondations catastrophiques dans les Alpes Maritimes. Afin d’illustrer mes propos sur la répétition des événements climatiques extrêmes, je donnais quelques exemples recensés au cours du mois de septembre à travers le monde.

Un rapport du Bureau des Nations Unies pour la réduction des risques de catastrophe (UNSDIR) vient apporter de l’eau à mon moulin. On y apprend que le changement climatique est le principal responsable du doublement des catastrophes naturelles dans le monde depuis l’an 2000. Le nombre de catastrophes climatiques est passé de 3 656 pour la période 1980-1999 à 6 681 pour la période 2000-2019. Ces catastrophes naturelles ont tué plus de 1,2 million de personnes depuis 2000.

Les événements les plus fréquents au cours des deux dernières décennies sont les inondations et les tempêtes, et l’ONU s’inquiète de la survenue de vagues de chaleur dans la prochaine décennie.

Le coût lié à ces désastres est de près de 3 000 milliards de dollars depuis 2000. Toutefois, ce chiffre est en dessous de la réalité car un grand nombre de pays, notamment en Afrique et Asie, ne fournissent pas d’informations sur l’impact économique des catastrophes survenues ces 20 dernières années.

Source : ONU.

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On October 6th, 2020, I released a post entitled « Never seen before, but that we will see again »; it followed the catastrophic floods in the Alpes Maritimes. In order to illustrate the repetition of extreme weather events, I gave a few examples identified during the month of September around the world.
A report from the United Nations International Strategy for Disaster Reduction (UNSDIR) brings water to my mill. We learn that climate change is chiefly responsible for the doubling of natural disasters in the world since 2000. The number of climate disasters has increased from 3,656 for the period 1980-1999 to 6,681 for the period 2000-2019 . These natural disasters have killed more than 1.2 million people since 2000.
The most common events over the past two decades are floods and storms, and the UN is concerned about the occurrence of heat waves in the next decade.
The cost linked to these disasters has been close to 3 trillion dollars since 2000. However, this figure is below the reality because a large number of countries, especially in Africa and Asia, do not provide information on the economic impact of disasters over the past 20 years.
Source: UNO.

Anomalies de température annuelle globale de 1979 à 2019 d’après huit agences météorologiques (Source : NOAA)

Retour de l’expédition MOSAIC // The MOSAIC expedition is back

J’ai consacré plusieurs notes les 12 mai, 4 juin et 22 août 2020 à l’expédition MOSAIC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate). A l’époque, cette expédition est restée très discrète dans les médias, mais les résultats des observations leur ont, semble-t-il, fait prendre conscience de la gravité de la situation dans l’Arctique, une situation sur laquelle je ne cesse d’alerter dans ce blog.

L’expédition MOSAIC est la plus importante jamais mise sur pied dans l’Arctique. Le 20 septembre 2019, le brise-glace Polarstern, navire amiral de l’Institut Alfred Wegener, a levé l’ancre dans le port de Tromsø en Norvège, pour rejoindre le cœur de l’Océan Arctique et y faire des mesures scientifiques. La mission impliquait 600 chercheurs de dix-sept pays.

Lors de la conférence de presse organisée le lundi 12 octobre à l’occasion du retour du Polarstern, le chef de l’expédition n’a pas mâché ses mots pour rendre compte de la situation dans l’Arctique. Selon ses propres mots, la banquise d’été est « en train de disparaître. » Ce qu’ont vu les scientifiques n’incite pas à l’optimisme. Le chef de l’expédition a expliqué que « la banquise dans l’Arctique fond à une vitesse spectaculaire. Si le changement climatique se poursuit, dans quelques décennies, nous aurons un Arctique libéré des glaces durant l’été. […] Nous devons tout faire pour préserver la banquise dans l’Arctique pour les générations futures, et nous devons tenter de saisir la petite chance que nous avons encore de pouvoir le faire. ».

Pendant un an, le Polarstern s’est laissé entraîner avec les glaces, selon la dérive polaire. Les scientifiques ont récolté plus de 150 térabits de données ainsi que de nombreux échantillons de glace et d’eau.

Les conclusions de l’expédition MOSAIC sont confortées par des observations satellites. Elles confirment que la banquise d’été a fondu jusqu’à former en 2020 la deuxième plus faible superficie jamais enregistrée, après celle de 2012.

Nos gouvernants tireront-ils des leçons des conclusions de l’expédition MOSAIC ? C’est une autre histoire. Quand on voit la portée quasiment nulle des différentes COP, on peut raisonnablement se le demander !

Source : presse nationale et internationale.

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 I devoted several posts on May 12th, June 4th and August 22nd, 2020 to the MOSAIC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) expedition. At the time, this expedition remained very discreet in the media, but the results of the observations have, it seems, made them aware of the gravity of the situation in the Arctic, a situation on which I continue to alert in this blog.
The MOSAIC expedition is the largest ever in the Arctic. On September 20th, 2019, the Polarstern icebreaker, flagship of the Alfred Wegener Institute, left the port of Tromsø in Norway, to reach the heart of the Arctic Ocean and take scientific measurements. The mission involved 600 researchers from seventeen countries.

On Monday 12 October, at the press conference on the occasion of the return of the Polarstern, the expedition leader did not mince his words to report on the situation in the Arctic. In his own words, the summer sea ice is « disappearing. » What the scientists have seen does not give cause for optimism. The expedition leader explained that « the sea ice in the Arctic is melting at a spectacular rate. If climate change continues, in a few decades we will have an ice-free Arctic in the summer. […] We must do everything to preserve the ice in the Arctic for future generations, and we must try to seize the small chance we still have of being able to do so. »
For a year, the Polarstern let itself be dragged along with the ice, depending on the polar drift. Scientists collected more than 150 terabits of data as well as numerous samples of ice and water.
The findings of the MOSAIC expedition are confirmed by satellite observations. They confirm that the summer sea ice has melted so fast in 2020 that it has become the second smallest area on record, after that of 2012.
Will our rulers learn from the findings of the MOSAIC expedition? This is an other story. When we see the very limited interest of the different COPs, we can reasonably wonder!
Source: national and international press.

Le Polarstern (Source : Wegener Institute)

Élection américaine : un rapport gênant sur le changement climatique // U.S. election : an embarrassing report on climate change

Selon plusieurs organes de presse américains dont le Huffington Post, l’administration Trump freine des quatre fers pour que ne soit pas publié avant l’élection présidentielle du mois de novembre un rapport sur le changement climatique mandaté par le Congrès. Cela confirme le déni du changement climatique par l’occupant actuel de la Maison Blanche. Ce rapport fédéral détaillé examine les conséquences dévastatrices de l’accélération de la crise climatique.

L’administration Trump avait déjà tenté d’enterrer le rapport de 2018 en le publiant le lendemain des vacances du Thanksgiving. Selon les conclusions de ce rapport, «la hausse des températures à l’échelle de la planète est plus rapide que tout ce que la civilisation moderne a connu jusqu’à présent» et «cette tendance au réchauffement ne peut s’expliquer que par les activités humaines, en particulier les émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère». Ce rapport a également révélé que sans réduction drastique des émissions globales de gaz à effet de serre, les températures aux États-Unis pourraient augmenter entre 3 et 9 degrés Fahrenheit (1,5 à 5 degrés Celsius) d’ici 2100.
À l’époque, les responsables de l’administration ont rejeté les conclusions du rapport et les ont qualifiées de «radicales», «ne s’appuyant pas sur des données» et basées sur les «pires scénarios». Trump a carrément rejeté la notion de réchauffement climatique en disant: «Je n’y crois pas.»
L’attaque incessante de Trump contre les climatologues s’est intensifiée avec l’approche des élections de novembre 2020. En plus d’affirmer, à tort, que le climat «va commencer à se refroidir», Trump a nommé au moins trois climato-sceptiques à des postes importants de la NOAA, l’agence responsable de l’étude des océans et de l’atmosphère
Parmi ces nouveaux promus se trouve David Legates, professeur de climatologie à l’Université du Delaware qui a affirmé, entre autres, que l’augmentation du CO2 atmosphérique était bonne pour la planète. Des sources proches de la Maison Blanche indiquent que Legates a été nommé uniquement pour rédiger la version officielle du prochain rapport fédéral sur le climat.
Les efforts de l’Administration américaine pour ralentir le prochain rapport interviennent alors qu’Exxon Mobil, le plus grand producteur américain de pétrole et de gaz, prévoit d’intensifier ses forages. Les émissions de gaz à effet de serre émises par cette compagnie augmenteraient en conséquence, alors que les autre grandes compagnies pétrolières promettent de réduire leur production et de se diriger vers des émissions nettes nulles dans les décennies à venir.
On ne sait pas si les efforts la Maison Blanche parviendront à  ralentir la publication du rapport dont la finalité est de donner une image précise de la façon dont le changement climatique pourrait bouleverser la vie aux Etats-Unis. Le rapport fédéral présente les conclusions collégiales de chercheurs en climatologie dans toutes les disciplines. Sa complexité n’est comparable qu’aux rapports annuels publiés par le GIEC sur l’évolution du climat.
Contrairement aux rapports du GIEC, le rapport fédéral fournit des prévisions détaillées pour chaque région des Etats-Unis. Il offre ainsi aux scientifiques et aux décideurs un outil essentiel pour faire face à la recrudescence des incendies, des sécheresses et des violentes tempêtes.
La décision de l’Administration d’interférer avec le cinquième rapport indique comment l’administration Trump favorable aux combustibles fossiles, est susceptible d’aborder la menace du changement climatique si le président est élu pour un deuxième mandat et n’a plus à tenir compte de l’opinion des électeurs américains dont la majorité s’inquiète de la crise climatique.
Source: Huffington Post.

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According to several US newsmadia, among which The Huffington Post, The Trump administration is reportedly delaying work on a congressionally mandated climate change report, the latest example of President Donald Trump digging in on climate change denial ahead of the 2020 election.

The in-depth federal assessments, due every four years, look at the devastating consequences of the rapidly unfolding climate crisis. The Trump administration tried to bury the last study in 2018 by releasing it the day after the Thanksgiving holiday. That report concluded that global temperatures are “rising more rapidly than anything modern civilization has experienced” and that “this warming trend can only be explained by human activities, especially emissions of greenhouse gases into the atmosphere.” It also found that without drastic cuts in global greenhouse gas emissions, temperatures in the U.S. could warm between 3 and 9 degrees Fahrenheit by 2100.

At the time, administration officials dismissed the findings as “radical,” “not data-driven” and based on “worst scenarios.” Trump outright rejected the science, saying “I don’t believe it.”

Trump’s brazen attack on climate science has ramped up ahead of the November election. Along with falsely claiming that the climate “will start getting cooler,” Trump has tapped at least three climate contrarians for top-level positions at the federal National Oceanic and Atmospheric Administration.

Among them is David Legates, a University of Delaware climatology professor who has claimed, among other things, that rising atmospheric CO2 is good for the planet. Sources close to the White House indicate that Legates was brought in specifically to shape the upcoming federal climate report.

The effort to slow-walk the next report comes as Exxon Mobil Corp., the largest U.S. oil and gas producer, plans to ramp up drilling. The company’s projected greenhouse gases would surge as a result, just as rival oil giants are vowing to cut output and set a course for net-zero emissions in the coming decades.

It’s unclear whether the White House’s delay in summoning scientists for the next national climate assessment would hinder their ability to render an accurate picture of how climate change could upend life across the United States. Scientists are already running models and performing studies, but the federal report represents the collective findings of climate researchers across disciplines. Its complexity is comparable only to the reports the United Nations’ Intergovernmental Panel on Climate Change issues each year.

Unlike the U.N. report, the federal assessment provides detailed forecasts by U.S. regions, offering scientists and policymakers a vital tool for adapting to the already chaotic uptick in fires, droughts and violent storms.

The move to interfere with a timely fifth report signals how the pro-fossil fuel Trump administration is likely to approach the threat of climate change if the president is elected to a second term and no longer has to consider the concerns of American voters, a growing majority of whom are worried about the climate crisis.

Source : Huffington Post.

Créée en 1970, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)  fournit et assure un accès à des données environnementales mondiales et des services d’information à partir de satellites et d’autres sources dans le but de « promouvoir,  protéger et améliorer l’économie, la sécurité, l’environnement et la qualité de vie de la nation. »