Étiquette : global warming

La fonte du permafrost (2ème partie) // Permafrost thawing (Part two)

Voici ce qui se passe lors de la fonte du permafrost: La ‘couche active’ du sol qui se trouve au-dessus du permafrost dégèle chaque été et entretient la végétation. Cette couche libère du carbone à partir des racines des plantes qui émettent du CO2 et à partir des microbes dans le sol. Certains microbes décomposent les matières organiques en CO2. D’autres produisent du méthane lorsque les conditions sont anaérobies, autrement dit lorsque le sol est saturé d’eau ou qu’il n’y a pas d’oxygène. Le méthane est 20 à 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone pour exacerber le réchauffement climatique, mais il reste dans l’atmosphère moins longtemps.
À mesure que le permafrost fond, la couche active du sol s’épaissit. Les microbes deviennent actifs et les racines des plantes peuvent s’enfoncer davantage, entraînant la production de plus de CO2. La quantité de méthane générée dépend de la saturation du sol.
Les scientifiques ignorent quelles sont les proportions relatives de dioxyde de carbone et de méthane pouvant découler du dégel à grande échelle du permafrost, car cela ne s’est jamais produit de toute l’histoire de l’humanité. Cependant, les recherches sur la couche supérieure de la toundra suggèrent que les émissions moyennes de CO2 sont environ 50 fois plus élevées que celles de méthane. En outre, nous savons que, chaque fois que le sol se réchauffe de 10 degrés Celsius, les émissions de CO2 doublent.
Une étude effectuée en 2017 a estimé que si la température de notre planète dépassait de 1,5°C le niveau de 1861, la fonte du permafrost pourrait libérer de 68 à 508 gigatonnes de carbone. Ce carbone augmenterait à lui seul les températures globales de 0,13 à 1,69°C d’ici 2300. Comme la hausse des températures se situe déjà à 1,5°C au-dessus du niveau préindustriel, ce réchauffement supplémentaire pourrait avoir des effets catastrophiques sur le changement climatique.
Bien qu’un Arctique plus chaud puisse supporter plus de plantes et que les plantes absorbent le dioxyde de carbone par la photosynthèse, ces nouvelles plantes ne devraient compenser que 20% environ des émissions de carbone du permafrost.
De nombreux scientifiques craignent que le dégel du permafrost soit un point critique qui déclenche un cycle irréversible: lorsque le pergélisol libère le carbone sous forme de CO2 ou de méthane, il accélère le réchauffement, ce qui accélère le dégel du permafrost et ainsi de suite. Les hommes ne pourront rien faire pour arrêter ce cycle infernal. Les régions où le permafrost est gelé toute l’année se déplacent déjà vers le nord; et dans certaines régions, la toundra gèle plus tard à l’automne, ce qui laisse plus de temps aux microbes pour décomposer la matière organique et aux plantes pour respirer.

————————————————–

Here is what happens when permafrost is thawing:  The ‘active layer’ of soil on top of the permafrost thaws each summer and can sustain plant life. This layer releases carbon from the roots of plants that respire out CO2, and from microbes in the soil. Some microbes break down the organic matter into CO2. Others produce methane instead, when conditions are anaerobic, on other words when the soil is saturated with water or no oxygen is available. Methane is 20 to 30 times more potent than carbon dioxide at exacerbating global warming, but it remains in the atmosphere for less time.

As permafrost thaws, the active layer deepens. The microbes become active and plant roots can penetrate further down, resulting in the production of more CO2. The amount of methane generated depends on how saturated the ground is.

Scientists don’t know the relative proportions of carbon dioxide and methane emissions that might result from largescale thawing permafrost because this has never happened in human history. However, research on the upper layer of the tundra suggests that the average CO2 emissions are about 50 times higher than those of methane. Besides, we know that for every 10 degrees Celsius that the soil warms up, the emission of CO2 will double.

A 2017 study estimated that if global temperatures rise 1.5˚C above 1861 levels, thawing permafrost could release 68 to 508 gigatons of carbon. This carbon alone would increase global temperatures 0.13 to1.69˚C by 2300. Since we may have already locked in 1.5˚C of warming above pre-industrial levels, this amount of additional warming could result in catastrophic impacts of climate change.

Although a warmer Arctic could support more plants, and plants absorb carbon dioxide through photosynthesis, the new growth is projected to offset only about 20 percent of the permafrost’s carbon release.

Many scientists are concerned that thawing permafrost could be a tipping point that triggers an irreversible cycle: When permafrost releases its carbon as CO2 or methane, it will accelerate warming, which will then precipitate more permafrost thaw, and so on. There will be nothing humans can do to stop it. The regions where permafrost is frozen year-round are already shifting northwards; and in some areas, the tundra now freezes later in the fall, allowing more time for microbes to decompose organic matter and for plants to breathe.

Photos: C. Grandpey

Réchauffement climatique: Pas de neige, pas de ski ! // No snow, no skiing !

Je ne cesse de le répéter: c’est quand les gens ne pourront plus skier, faute de neige, qu’ils prendront réellement conscience de la gravité du réchauffement climatique. Le manque de neige dans nos massifs va avoir des conséquences économiques non négligeables. Faute de touristes en hiver, les stations vont voir leurs revenus fondre….comme neige au soleil. Celles qui se sont endettées lourdement pour financer les canons à neige vont se trouver dans une situation financière particulièrement difficile. Comme je l’ai indiqué dans mon livre « Glaciers en Péril », la neige de culture ne durera qu’un temps car les températures seront trop élevées pour permettre le déclenchement des enneigeurs. De plus, avec la fonte des glaciers, de nombreuses communes vont être confrontées à des problèmes d’alimentation en eau et il faudra alors utiliser celle stockée dans les réserves prévues pour les canons à neige.

Cette situation très sombre pour les années à venir en montagne est déjà en train de se profiler dans les Pyrénées où le manque de neige se fait cruellement sentir pendant ces vacances de Noël. Seules 13 stations, sur la trentaine que comptent les Pyrénées françaises, ont partiellement ouvert leurs domaines aux skieurs. Selon l’Observatoire Pyrénéen du Changement Climatique (OPCC), l’épaisseur de neige dans les Pyrénées pourrait diminuer de moitié et les températures maximales moyennes augmenter de 1,4 à 3,3 degrés d’ici à 2050. En 35 ans, la moitié des glaciers pyrénéens ont déjà fondu. La date d’ouverture des stations de ski a été largement retardée par rapport à quelques décennies en arrière. Ce retard atteint jusqu’à 55 jours pour les stations de basse altitude.

Les Alpes sont plus hautes et bénéficient d’un climat plus continental. Même si l’enneigement est en net déclin, la pénurie de poudreuse prendra un peu plus de temps à se faire sentir, mais elle interviendra un jour ou l’autre. Au mois d’avril dernier, une étude du Centre national de recherches météorologiques français prédisait « une réduction massive des quantités de neige naturelle sur les massifs montagneux au cours du 21ème siècle. On peut lire qu’ »au col de Porte, près de Grenoble, l’épaisseur moyenne de neige en hiver a été réduite de 40 % pour la période 1990-2017 par rapport à la période 1960-1990, pour une augmentation de la température de l’air de 1°C. Si on atteint les 2°C, l’épaisseur du manteau neigeux diminuera de près d’un tiers, et la durée d’enneigement sera raccourcie d’encore 34 jours. […] Les hivers bien enneigés seront de plus en plus rares et les hivers peu enneigés de plus en plus fréquents. » Selon l’OCDE, on peut raisonnablement penser que d’ici 2050, 80 des 300 stations de ski de moyenne montagne (situées entre 1 000 et 2 000 mètres d’altitude) sont menacées de fermeture, faute d’enneigement.

————————————————

I keep repeating it: When people can no longer ski because of the lack of snow, they will really become aware that global warming is no joke. The lack of snow in our mountains will have significant economic consequences. For lack of tourists in winter, the resorts will see their incomes melt … like snow in the sun. Those that have heavily indebted themselves to finance snow cannons will find themselves in a particularly difficult financial situation. As I mentioned in my book « Glaciers en Péril« , artificial snow will only last for a while because the temperatures will be too high to trigger the snow guns. In addition, with the melting of glaciers, many municipalities will face water supply problems and will have to use the water stored for snow cannons.
This very dark situation for years to come in our mountains is already emerging in the Pyrenees where the lack of snow is sorely felt during these Christmas holidays. Only 13 resorts, in the thirty or so of the French Pyrenees, have partially opened their domains to skiers. According to the Pyrenees Observatory of Climate Change (OPCC), snow thickness in the Pyrenees could decrease by half and average maximum temperatures increase from 1.4 to 3.3 degrees Celsius by 2050. In 35 years, half of the Pyrenean glaciers have already melted away. The opening date of ski resorts has been significantly delayed compared to a few decades back. This delay reaches up to 55 days for low altitude resorts.
The Alps have higher altitudes and enjoy a more continental climate. Although the snow is in decline, its shortage will take a little longer to be felt, but it will come one day or another. Last April, a study by the French National Meteorological Research Centre predicted « a massive reduction in the amount of natural snow on the mountain ranges during the 21st century. » One can read that « at the Col de Porte, near Grenoble , the average snow depth in winter was reduced by 40% for the period 1990-2017 compared to the period 1960-1990, for an increase of the air temperature of 1°C. If 2°C is reached, the thickness of the snow layer will decrease by almost a third, and the snow cover will be shortened by another 34 days. […] Winters with a lot of snow will be more and more rare and the dry winters more and more frequent. »According to the OECD, it is reasonable to think that by 2050, 80 out of the 300 mid-mountain ski resorts (between 1,000 and 2,000 metres above sea level) are likely to close due to the lack of snow.

A La Mongie, à 1800 mètres d’altitude, le manque de neige est évident, même sur les versants qui ne reçoivent pas le soleil. Les températures sont trop élevées pour pouvoir activer les canons à neige (Capture d’image de la webcam le 1er janvier 2018).

L’Arctique toujours plus chaud // An ever warmer Arctic

Selon le Bulletin 2018 de la NOAA, la température de l’Arctique entre octobre 2017 et septembre 2018 a été la deuxième plus élevée des annales. Les cinq années écoulées depuis 2014 ont été plus chaudes que jamais. L’Arctic Report Card 2018 montre une fois de plus que le réchauffement climatique affecte particulièrement le grand nord. Voici quelques points importants du rapport :

Avec + 1,7 °C, l’anomalie de température d’octobre 2017 à septembre 2018 pour les stations terrestres situées au nord de 60°N a été la deuxième plus élevée depuis le début des relevés. Actuellement, l’Arctique se réchauffe deux fois plus vite que les températures moyennes mondiales, un phénomène connu sous le nom d’amplification arctique. Les températures annuelles moyennes enregistrées dans l’Arctique au cours des cinq dernières années (2014-18) dépassent toutes les records précédents.

La couverture de glace de mer a poursuivi sa tendance à la baisse en 2018. L’étendue estivale est la sixième plus basse et l’étendue hivernale la deuxième plus basse des archives satellitaires (1979-2018).

La couverture de glace de mer a atteint le 17 mars 2018 une étendue de valeur maximale hivernale de 14,48 millions de km2, soit 7,3% de moins que la moyenne de 1981-2010, ce qui en faisait la deuxième étendue maximale la plus faible jamais enregistrée.

Les quatre dernières années (2015-2018) ont les quatre maximums les plus bas de l’ère des satellites.

La couverture de glace de mer a atteint une étendue annuelle minimale de 4,59 millions de km2 les 19 et 23 septembre 2018. Ce qui en fait la sixième étendue la plus basse avec 26% d’étendue en moins que sur la moyenne 1981-2010. Les 12 niveaux les plus bas de l’enregistrement satellite ont été enregistrés au cours des 12 dernières années.

L’âge de la glace de mer est un autre indicateur de l’état de la couverture de glace de mer qui permet d’en préciser les propriétés physiques. L’âge de la glace est déterminé à l’aide d’observations par satellite et de registres de bouées dérivantes permettant de suivre les glaces sur plusieurs années. La glace plus ancienne a tendance à être plus épaisse et donc plus résistante aux changements de contenu calorifique atmosphérique et océanique que la glace plus jeune et plus mince. La glace la plus ancienne (âgée de plus de 4 ans) continue de constituer une petite fraction de la banquise arctique en mars. En 1985, la glace la plus ancienne représentait 16% de la banquise, alors qu’en mars 2018, la vieille glace ne représentait que 0,9% de la banquise. Par conséquent, l’étendue de glace la plus ancienne est passée de 2,54 millions de km2 en mars 1985 à 0,13 million de km2 en mars 2018, soit une réduction de 95%.

Source : NOAA, global-climat.

—————————————————

According to NOAA’s 2018 Bulletin, the temperature of the Arctic between October 2017 and September 2018 was the second highest in the annals. The five years since 2014 have been hotter than ever. The Arctic Report Card 2018 shows once again that global warming is particularly affecting the far north. Here are some highlights of the report:
At + 1.7 ° C, the temperature anomaly from October 2017 to September 2018 for ground stations north of 60 ° N was the second highest since records began. Currently, the Arctic is warming twice as fast as global average temperatures, a phenomenon known as Arctic amplification. Average annual Arctic temperatures over the last five years (2014-18) exceed all previous records.
Sea ice cover continued its downward trend in 2018. The summer extent is the sixth lowest and the winter extent is the second lowest in the satellite archives (1979-2018).
Sea ice cover reached a maximum winter extent of 14.48 million square kilometres on March 17th, 2018, 7.3% below the 1981-2010 average, making it the second largest lowest ever recorded.
The last four years (2015-2018) have the four lowest maximums of the satellite era.
The sea ice cover reached a minimum annual range of 4.59 million square kilometres on 19 and 23 September 2018. This makes it the sixth lowest extent with 26% less spread than the 1981- 2010 average. The 12 lowest levels of satellite recordings have been recorded over the past 12 years.
The age of the ice is another indicator of the state of the sea ice cover that allows to specify its physical properties. The age of the ice is determined using satellite observations and drifting buoy registers to track ice over several years. Older ice tends to be thicker and therefore more resistant to changes in atmospheric and oceanic heat content than younger, thinner ice. The oldest ice (over 4 years old) continues to be a small fraction of the Arctic sea ice in March. In 1985, the oldest ice made up 16% of the pack ice, while in March 2018 the old ice accounted for only 0.9% of the pack ice. As a result, the oldest ice extent decreased from 2.54 million square kilometres in March 1985 to 0.13 million in March 2018, a reduction of 95%.
Source: NOAA, global-climat.

Anomalies thermiques de l’air dans l’Arctique (nord de 60° N) et à la surface du globe entre 1900 et 2018 (Source : NOAA)

 

Evolution de l’étendue de la glace de mer arctique en mars et en septembre (Source : NOAA)

La fonte accélérée des glaciers asiatiques // The fast melting of Asian glaciers

Je viens de lire plusieurs articles dans la presse scientifique – dont notre CNRS – qui confirment que les glaciers de l’Asie, en particulier ceux de l’Himalaya sont en train d’accélérer leur fonte. Cela fait longtemps que le phénomène est en cours, comme je l’ai expliqué dans mon dernier livre « Glaciers en péril ».

Dans le chapitre dédié à l’Himalaya, j’ai écrit que les glaciers qui recouvrent les montagnes les plus élevées du monde jouent un rôle essentiel car ils alimentent les fleuves d’Asie, ressources en eau pour plusieurs centaines de millions de personnes. Alors que la planète se réchauffe, il est important de comprendre comment ces glaciers répondent aux variations climatiques, pour mieux anticiper leur contribution future aux ressources en eau.

Trente années d’images satellitaires apportent un nouvel éclairage sur l’évolution de ces glaciers. On s’aperçoit qu’ils ont nettement ralenti au cours des deux dernières décennies. A noter que je n’ai pas eu besoin des satellites, mais de mes seules photos, pour montrer le désastre de la fonte glaciaire en Alaska ! Il est vrai aussi que les glaciers alaskiens sont plus faciles d’accès et que des survols en avion ou des approches en bateau suffisent pour se rendre compte de leur évolution

Les montagnes qui encerclent le plateau tibétain forment collectivement les Hautes Montagnes d’Asie (HMA) et s’étendent de l’Afghanistan à la Chine en passant par l’Inde. C’est le plus grand volume de glace en dehors des régions polaires et ce réservoir permet de réguler les fluctuations du débit des cours d’eau, un rôle qui peut s’avérer crucial en périodes de sécheresse.

Les données satellitaires ont permis de documenter les changements de masse des glaciers des HMA sur les dernières décennies. De 2000 à 2016, la perte totale de masse de ces glaciers a été de 260 gigatonnes. Ce que l’on ne connaissait encore pas, c’est la façon dont les glaciers ajustent leur vitesse d’écoulement en réponse à cet amincissement. Le recul des glaciers dans les décennies à venir dépendra de cet ajustement de leur dynamique.

Grâce à des techniques de corrélation d’images, les glaciologues peuvent suivre automatiquement le déplacement de motifs à la surface des glaciers, tels que les crevasses ou des blocs rocheux. Cela a permis de constater que les écoulements des glaciers himalayens ont en moyenne fortement ralenti, avec des pertes de vitesse atteignant 37% par décennie, là où les glaciers s’amincissent le plus.

Le processus de déplacement des glaciers est bien connu : ils se forment par accumulation de neige en haute altitude, puis s’écoulent sous l’effet de la gravité vers les basses altitudes où ils fondent en raison des températures plus élevées. Le poids de la glace la force à glisser sur le socle rocheux et à se déformer le long des pentes. Lorsque le glacier s’amincit et perd de la masse, le glissement et la déformation de la glace deviennent tous les deux plus difficiles, et le glacier ralentit. Les régions où les glaciers s’amincissent le plus sont celles où ils ralentissent le plus. Dans les rares régions comme le Karakorum ou le Kunlun où les glaciers sont stables ou s’épaississent, les observations montrent que les glaciers ont légèrement accéléré.

Cette conclusion qui semble intuitive ne faisait pourtant pas, jusqu’à présent, l’unanimité de la communauté scientifique. D’autres facteurs contrôlent l’écoulement des glaciers, comme la lubrification du socle rocheux par l’eau de fonte, ce qui permet au glacier de glisser plus rapidement vers l’aval, accentuant ainsi sa fonte.

Le fait que les glaciers ralentissent signifie que le transport de glace vers les basses altitudes diminue et les glaciers ont tendance à rester plus haut en altitude, où les températures sont plus basses et la fonte réduite. En dépit du fait que les glaciers vont continuer à perdre de la masse avec l’augmentation des températures, cette perte de vitesse devrait permettre aux glaciers de se protéger quelque temps.

NDLR : Il est intéressant ici de comparer les glaciers himalayens à leurs homologues alpins. Tout se joue au niveau de la zone d’accumulation qui s’élève de plus en plus en raison du réchauffement climatique. Elle se situe actuellement à environ 3000 mètres d’altitude. La chaîne himalayenne étant beaucoup plus haute que nos Alpes, avec une bonne quinzaine de sommets culminant à plus de 8000 mètres, il est normal que les glaciers les plus hauts résistent encore au réchauffement de la planète alors que chez nous ils ne peuvent guère grimper au-dessus de 4000 mètres, ce qui explique leur recul rapide.

L’avantage des satellites est de pouvoir observer les régions difficilement accessibles depuis l’espace et sur de longues périodes de temps. La mise à disposition d’images satellite telles que celles fournies par Landsat et ASTER ou les données européennes Sentinel joue un rôle crucial dans cette mission d’observation..

Source : CNRS.

————————————————

I have just read several articles in the scientific press – including our CNRS – which confirm that Asian glaciers, especially those of the Himalayas, are accelerating their melting. The phenomenon has been going on for a long time, as I explained in my last book « Glaciers en péril ».
In the chapter dedicated to the Himalayas, I wrote that the glaciers that cover the highest mountains in the world play an essential role because they feed the rivers of Asia which provide water resources for several hundred million people. As the planet heats up, it is important to understand how these glaciers respond to climate variations, to better anticipate their future contribution to water resources.
Thirty years of satellite images shed new light on the evolution of these glaciers. We can see that they have slowed down considerably over the past two decades. Editor’s note: I did not need satellites, but my only photos, to show the disaster of glacial melting in Alaska! It is also true that Alaskan glaciers are easier to access and that overflights by plane or boat approaches are enough to be aware of their evolution.
The mountains that encircle the Tibetan Plateau collectively form the High Mountains of Asia (HMA) and extend from Afghanistan to China via India. This is the largest volume of ice outside polar regions and this reservoir helps regulate fluctuations in river flow, a role that can be crucial in times of drought.
Satellite data have documented the mass changes in HMA glaciers over the last decades. From 2000 to 2016, the total mass loss of these glaciers was 260 gigatonnes. What we did not know yet is how glaciers adjust their flow velocity in response to this thinning. The retreat of glaciers in the coming decades will depend on this adjustment of their dynamics.
Through image correlation techniques, glaciologists can automatically follow the movement of features on the surface of glaciers, such as crevices or boulders. This shows that Himalayan glacier flows have on average slowed sharply, with speed losses reaching 37% per decade, where glaciers are shrinking the most.
The process of glacier flow is well known: they are formed by the accumulation of snow at high altitude, then flow under the effect of gravity to low altitudes where they melt due to higher temperatures. The weight of the ice forces it to slide on the bedrock and to deform along the slopes. As the glacier becomes thinner and loses mass, both ice sliding and deformation become more difficult, and the glacier slows down. The areas where glaciers are getting thinner are those where they slow down the most. In the few areas such as Karakorum or Kunlun where glaciers are stable or thicker, observations show that glaciers have slightly accelerated.
This conclusion, which seems intuitive, did not, however, until now, have the unanimity of the scientific community. Other factors control the flow of glaciers, such as the lubrication of bedrock by meltwater, which allows the glacier to slide more rapidly downslope, thus accentuating its melting.
The fact that glaciers slow down means that ice transport to lower altitudes is decreasing and glaciers tend to stay higher at higher altitudes, where temperatures are lower and melting is reduced. In spite of the fact that glaciers will continue to lose mass with increasing temperatures, this loss of speed should allow glaciers to protect themselves for some time.
Editor’s note: It is interesting here to compare the Himalayan glaciers to their alpine counterparts. The essential part is the area of ​​accumulation that rises more and more because of global warming. It is currently about 3000 meters above sea level. The Himalayan range being much higher than our Alps, with a good fifteen peaks culminating at more than 8000 meters, it is normal that the highest glaciers still resist global warming whereas in Europe they can hardly climb to above 4000 meters, which explains their rapid decline.
The advantage of satellites is to be able to observe regions that are difficult to access from space and over long periods of time. The numerous satellite images, such as those provided by Landsat and ASTER or the European Sentinel data, play a crucial role in this observation mission.
Source: CNRS.

Glaciers de l’Himalaya vus depuis l’espace (Crédit photo: NASA)