La Courbe de Keeling // The Keeling Curve

Dans mes notes sur le changement et le réchauffement climatiques, je fais souvent référence à la Courbe de Keeling pour montrer les concentrations de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère. Voici quelques explications sur cette courbe et son histoire.
La Courbe de Keeling enregistre les variations dans les concentrations de CO2 depuis les années 1950. Elle s’appuie sur des mesures en continu effectuées à l’observatoire du Mauna Loa à Hawaii, sous la supervision de Charles David Keeling dans les premières années. Les relevés de Keeling ont été les premiers à montrer de manière très claire l’augmentation rapide des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
Charles David Keeling, de la Scripps Institution of Oceanography, organisme dépendant de l’Université de Californie à San Diego, a été le premier à effectuer régulièrement des mesures de concentration du CO2 dans l’atmosphère. À cette fin, il s’est rendu au pôle Sud et à Hawaii à partir de 1958. De nombreux scientifiques considèrent que les observations de Charles Keeling représentent l’un des travaux scientifiques les plus importants du 20ème siècle.
Des mesures de concentration du dioxyde de carbone dans l’atmosphère avaient été effectuées avant celles réalisées sur le Mauna Loa, mais en divers lieux de la planète. En 1960, Keeling et ses collaborateurs ont déclaré que les mesures effectuées en Californie, en Antarctique et à Hawaii étaient suffisamment fiables pour mettre en valeur non seulement des variations diurnes et saisonnières, mais aussi une augmentation de CO2 d’une année à l’autre, ce qui correspondait plus ou moins à la quantité de combustibles fossiles brûlés chaque année. Dans un article qui le rendit célèbre, Keeling écrivit: « Au pôle Sud, l’augmentation observée correspond pratiquement à la combustion de combustibles fossiles ».
En raison de coupes budgétaires au milieu des années 1960, Keeling fut contraint d’abandonner les mesures continues au pôle Sud, mais il réussit à rassembler suffisamment d’argent pour maintenir celles sur le Mauna Loa, qui se poursuivent aujourd’hui, parallèlement au programme de surveillance de la NOAA.
Les mesures effectuées sur le Mauna Loa montrent une augmentation constante de la concentration moyenne de CO2 dans l’atmosphère. On est passé d’environ 315 parties par million en volume (ppmv) en 1958 à 405,97 ppmv le 14 octobre 2018 Cette augmentation du CO2 atmosphérique est due à la combustion de combustibles fossiles et s’est accélérée ces dernières années. Étant donné que le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre, cela a des conséquences importantes sur le réchauffement de la planète. Les mesures effectuées dans d’anciennes bulles d’air piégées dans des carottes de glace polaire montrent que la concentration moyenne de CO2 dans l’atmosphère se situait historiquement entre 275 et 285 ppmv pendant la période holocène (à partir de 9 000 ans av. J.-C.), mais qu’elle a commencé à augmenter fortement au début du 19ème siècle.
Keeling et ses collaborateurs ont effectué des mesures sur les alizés à Hawaii, en se plaçant au-dessus de la couche d’inversion thermique afin de minimiser la contamination locale par les gaz volcaniques. De plus, les données sont normalisées pour éliminer toute influence de la contamination locale. Les mesures effectuées dans de nombreux autres sites isolés ont confirmé la tendance de la courbe de Keeling sur le long terme, bien qu’aucun site ne possède un historique de mesures aussi long que l’observatoire du Mauna Loa.
La courbe de Keeling montre une variation cyclique d’environ 5 ppmv chaque année (voir courbe ci-dessous). Cela correspond à la variation saisonnière d’absorption du CO2 par la végétation. La majeure partie de cette végétation se trouve dans l’hémisphère Nord, car c’est là que se trouvent la plupart des terres. D’un maximum en mai, le niveau diminue au printemps et en été dans le nord, à mesure que la croissance de nouvelles plantes absorbe le CO2 de l’atmosphère par photosynthèse. Après avoir atteint un minimum en septembre, le niveau augmente à nouveau dans le nord à l’automne et pendant l’hiver, à mesure que les plantes et les feuilles meurent et se décomposent, libérant le gaz dans l’atmosphère. L’impact du plancton vert sur les océans du monde, qui pourrait contribuer à éliminer jusqu’à 60% du dioxyde de carbone de l’atmosphère par la photosynthèse, n’a pas encore été étudié.
Les mesures de CO2 à l’observatoire du Mauna Loa sont effectuées à l’aide d’un type de spectrophotomètre infrarouge appelé à ses débuts ‘capnographe’ par son inventeur, John Tyndall, en 1864. Il est désormais connu sous le nom de capteur infrarouge non dispersif. Aujourd’hui, plusieurs capteurs à laser ont été ajoutés pour fonctionner simultanément avec le spectrophotomètre IR de la Scripps, tandis que les mesures effectuées par la NOAA sur le Mauna Loa utilisent un capteur infrarouge non dispersif. De nombreux autres capteurs et de nouvelles technologies sont également utilisés sur le Mauna Loa pour améliorer les mesures.
Charles David Keeling est décédé en 2005. Son fils, Ralph Keeling, professeur de géochimie à la Scripps Oceanography, a pris le relais. .

Adapté de plusieurs articles parus dans la presse américaine.

On peut voir l’évolution de la courbe de Keeling à cette adresse :

https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/

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In my posts about climate change and global warming, I often refer to the Keeling curve to show the carbon dioxide (CO2) concentrations in the atmosphere. Here are a few explanations about this curve and its history.

The Keeling Curve has recorded the changes in CO2 concentrations since the 1950s. It is based on continuous measurements taken at the Mauna Loa Observatory in Hawaii that began under the supervision of Charles David Keeling. Keeling’s measurements were the first to show the significant evidence of rapidly increasing carbon dioxide levels in the atmosphere.

Charles David Keeling, of the Scripps Institution of Oceanography at the University of California San Diego, was the first person to make frequent regular measurements of atmospheric CO2 concentrations. For that purpose, he took readings at the South Pole and in Hawaii from 1958 onwards. Many scientists consider C.D. Keeling’s observations as one of the most important scientific works of the 20th century.

Measurements of carbon dioxide concentrations in the atmosphere had been taken prior to the Mauna Loa measurements, but on an ad-hoc basis across a variety of locations. By 1960, Keeling and his group determined that the measurement records from California, Antarctica, and Hawaii were long enough to see not just the diurnal and seasonal variations, but also a year-on-year increase that roughly matched the amount of fossil fuels burned per year. In the article that made him famous, Keeling observed: « at the South Pole the observed rate of increase is nearly that to be expected from the combustion of fossil fuel ».

Due to funding cuts in the mid-1960s, Keeling was forced to abandon continuous monitoring efforts at the South Pole, but he managed to save enough money to maintain operations at Mauna Loa, which have continued to the present day, alongside the monitoring program by NOAA.

The measurements collected at Mauna Loa show a steady increase in mean atmospheric CO2 concentration from about 315 parts per million by volume (ppmv) in 1958 to 405.97 ppmv on October 14th, 2018. This increase in atmospheric CO2 is due to the combustion of fossil fuels, and has been accelerating in recent years. Since carbon dioxide is a greenhouse gas, this has significant implications for global warming. Measurements of carbon dioxide concentration in ancient air bubbles trapped in polar ice cores show that mean atmospheric CO2 concentration has historically been between 275 and 285 ppmv during the Holocene epoch (9,000 BCE onwards), but started rising sharply at the beginning of the nineteenth century.

Keeling and collaborators made measurements on the incoming ocean breeze and above the thermal inversion layer to minimize local contamination from volcanic vents. In addition, the data are normalized to negate any influence from local contamination. Measurements at many other isolated sites have confirmed the long-term trend shown by the Keeling Curve, though no sites have a record as long as Mauna Loa.

The Keeling Curve also shows a cyclic variation of about 5 ppmv in each year corresponding to the seasonal change in uptake of CO2 by the world’s land vegetation. Most of this vegetation is in the Northern hemisphere, since this is where most of the land is located. From a maximum in May, the level decreases during the northern spring and summer as new plant growth takes carbon dioxide out of the atmosphere through photosynthesis. After reaching a minimum in September, the level rises again in the northern fall and winter as plants and leaves die off and decay, releasing the gas back into the atmosphere. The impact of green plankton material in the world’s oceans, which may actually be responsible for taking up to 60% of the carbon dioxide out of the atmosphere through photosynthesis is yet to be fathomed though.

Carbon dioxide measurements at the Mauna Loa observatory in Hawaii are made with a type of infrared spectrophotometer first called a capnograph by its inventor, John Tyndall, in 1864 but now known as a nondispersive infrared sensor. Today, several laser-based sensors are being added to run concurrently with the IR spectrophotometer at Scripps, while NOAA measurements at Mauna Loa use nondispersive infrared sensor. Multiple other sensors and technologies are also used at Mauna Loa to augment these measurements.

Charles David Keeling died in 2005. Supervision of the measuring project was taken over by his son, Ralph Keeling, a professor of geochemistry at Scripps Oceanography.

Adapted from several articles released in the American press.

One can see the evolution of the Keeling Curve at this address:

https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/

Observatoire du Mauna Loa (Photo: C. Grandpey)

Courbe montrant la variation cyclique sur une année

Evolution des concentrations de CO2 sur deux ans

Evolution des concentrations de CO2 depuis 1958

[Source: Scripps Institution of Oceanography]

 

 

Un bel iceberg tabulaire // A nice tabular iceberg

La NASA a mis en ligne l’image d’un iceberg de forme rectangulaire presque parfaite au large de la côte est de la péninsule antarctique, près de la plateforme glaciaire Larsen C. La photo a été prise pendant l’opération IceBridge dont le but est de photographier les régions polaires afin de comprendre l’évolution de la glace au cours des dernières années.
Bien que l’iceberg présente une forme assez inhabituelle, il s’agit d’un phénomène tout à fait naturel. Il s’agit d’un iceberg tabulaire, différent des icebergs angulaires les plus courants, avec juste une petite pointe sortant de l’eau.
Les icebergs tabulaires ont des côtés taillés à l’emporte-pièce, presque verticaux et une surface parfaitement plane. Ils se détachent généralement des plateformes glaciaires dans un processus appelé « vêlage » que j’ai expliqué dans des notes précédentes. Lorsque le vêlage d’un iceberg s’effectue d’un seul coup, les angles de la masse de glace peuvent être proches de 90 degrés. Dans le cas présent, l’iceberg a probablement été produit par un vêlage récent car le vent et les vagues n’ont pas eu le temps de l’éroder, ni d’arrondir ses angles..
En règle générale, 10% seulement des icebergs émergent de la surface de l’océan lorsqu’ils flottent. Cependant, au vu de cette seule photo, il est difficile de savoir si l’iceberg flotte complètement ou s’il repose en partie sur le fond de l’océan.
La NASA a l’intention d’étudier ce processus de vêlage dans le cadre de la mission IceBridge. Elle permettra aux scientifiques de mesurer la fonte de la glace sous l’effet du réchauffement climatique. Avec la hausse des températures, les plateformes glaciaires sont beaucoup plus susceptibles de produire des icebergs qui vont fondre en flottant à la surface de l’océan. Il s’agit d’une variable clé dans l’élévation continue du niveau de la mer que la NASA mesure depuis des décennies.
Source: NASA.

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NASA has released the image of a nearly perfect rectangular iceberg off the east coast of the Antarctic Peninsula, near the Larsen C ice shelf. The photo was taken during Operation IceBridge, a mission to image the polar regions in order to understand how the ice has been changing in recent years.

While the iceberg is quite strange to look at, it is an entirely natural phenomenon. It is a tabular iceberg, different from the more common angular icebergs with just a small tip jutting out of the water.

Tabular icebergs have steep, nearly vertical sides and a flat plateau top. They typically break off of ice shelves in a process called “calving” I have explained in previous posts. When there is a clean calve of the iceberg, the angles can be close to 90 degrees. In this case, the iceberg is likely not very old as the wind and the waves have not yet eroded and rounded out its sharp edges.

Typically only 10 percent of an iceberg emerges above the ocean surface when floating. However, it is unclear in this particular image whether the iceberg is fully floating or partially sitting on the ocean bottom.

NASA intends to study this calving process through Operation IceBridge as a way of measuring melting due to global warming. As the planet warms, these ice shelves much more susceptible to calve off and melt as they float off into the ocean. This is a key variable in the continued sea level rise NASA has been measuring for decades.

Source : NASA.

Crédit photo: NASA

Septembre 2018 encore trop chaud // Still too hot in September 2018

La NASA vient de publier ses chiffres concernant la température moyenne du mois de septembre 2018. Il se situe en sixième position depuis le début des relevés de la NASA en 1880.  A noter que les six mois de septembre les plus chauds depuis 1880 ont tous été observés ces six dernières années.

Avec +0,75°C au-dessus de la moyenne 1951-1980, l’anomalie relevée en septembre 2018 est en petite baisse par rapport à août (+0,77°C).  .

Pour le mois de septembre, sur les 100 dernières années, le réchauffement est de +0,09°C/décennie. Sur les 20 dernières années (depuis 1998), on note une accélération à +0,19°C/décennie.

Pour l’année en cours (janvier-septembre), 2018 est à +0,81°C. Le trio record 2015-2016-2017 est encore devant à la faveur de conditions qui furent plus chaudes dans le Pacifique. Les températures de surface de la mer sont cependant en train de remonter dans l’océan Pacifique central et oriental, en phase de transition très probable vers un petit El Niño.  Malgré la tendance à la baisse des températures dans le Pacifique depuis 2016, due à la variabilité naturelle, la température de l’air ne retombe pas au niveau d’avant 2016. C’est le signe que la hausse récente des températures est liée aux gaz à effet de serre.

Source : NASA.

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NASA has just published its own figures for the average temperature of September 2018. This month is in sixth position since the NASA survey began in 1880. It should be noted that the six warmest months of September since 1880 have all been observed over the last six years.
With + 0.75°C above the 1951-1980 average, the anomaly recorded in September 2018 is down slightly from August (+ 0.77°C). .
For the month of September, over the last 100 years, the warming is + 0.09°C per decade. Over the last 20 years (since 1998), there has been an acceleration of + 0.19°C per decade.
For the current year (January-September 2018), the increase is + 0.81°C. The record trio 2015-2016-2017 is still ahead thanks to conditions that were warmer in the Pacific. However, sea surface temperatures are rising in the central and eastern Pacific Ocean, in the very likely transition phase to a small El Niño. Despite the trend of decreasing temperatures in the Pacific since 2016, due to natural variability, the air temperature does not fall back to the pre-2016 level. This is the sign that the recent rise in temperatures is related to greenhouse gases.
Source: NASA.

Anomalies thermiques pour septembre 2018 (Source: NASA)

Donald Trump: Une prise de conscience du changement climatique ? Pas si sûr ! // An awareness of climate change? Not so sure !

Le Président Donald Trump serait-il en train de revenir sur son affirmation selon laquelle le changement climatique est un canular? Dans une récente interview accordée à l’émission « 60 minutes » de la chaîne de télévision CBS, il a déclaré qu’il ne savait pas si l’Homme était responsable du changement climatique et que, selon lui, il y aurait « un retour à la normale. » Il a ajouté qu’il ne souhaitait pas mettre les Etats-Unis en difficulté face au changement climatique: « Je pense que quelque chose est en train de se passer. Quelque chose est en train de changer et cela va changer à nouveau. Je ne pense pas que ce soit un canular. Je pense qu’il y a probablement une différence, mais je ne sais pas si l’Homme est responsable. Je ne veux pas donner des milliards et des milliards de dollars. Je ne veux pas perdre des millions et des millions d’emplois. »
Trump avait qualifié le changement climatique de canular en novembre 2012 avec ce message sur Twitter: « Le concept de réchauffement de la planète a été créé par et pour les Chinois afin de rendre non compétitive l’industrie américaine. » Il a dit plus tard qu’il plaisantait en parlant des Chinois, mais il a continué de qualifier de canular le réchauffement climatique pendant les années qui ont suivi.
Dans la dernière interview avec CBS, il a déclaré: « Je ne nie pas le changement climatique, mais on pourrait très bien avoir un retour en arrière. Vous savez, nous parlons de … millions d’années. »
S’agissant d’un « retour en arrière » climatique, les archives de températures tenues par la NASA et la NOAA montrent que le monde n’a pas connu d’années plus froide que la moyenne depuis 1976, ni de mois plus froid que la normale depuis la fin de 1985.
Trump, qui a récemment visité des régions de Géorgie et de Floride dévastées par l’ouragan Michael, a également exprimé des doutes sur les conclusions des scientifiques qui font un lien entre le changement climatique et des ouragans plus puissants.
Les dernières déclarations de Donald Trump interviennent quelques jours après la publication du rapport du GIEC qui indique que le réchauffement de la planète augmenterait les risques pour la santé, les moyens de subsistance, la sécurité alimentaire, l’approvisionnement en eau, la sécurité humaine et la croissance économique. Le rapport explique comment notre climat, notre santé et nos écosystèmes seraient en meilleur état si les leaders politiques pouvaient limiter d’une manière ou d’une autre dans les années à venir le réchauffement climatique causé par l’Homme.
Source: Presse américaine.

Ne soyons pas naïfs ! Les derniers propos de Donald Trump ne signifient pas qu’il a pris conscience du changement climatique. Ils font partie d’une stratégie politique à quelques semaines des élections de mi mandat qui sont loin d’être gagnées par les Républicains. En adoptant une position intermédiaire moins catégorique, le président américain est certain de se mettre à dos ni les partisans ni les adversaires du changement climatique. Une fois l’échéance électorale passée, tout redeviendra comme avant. On peut se demander combien de désastres environnementaux devront frapper les Etats-Unis avant que Trump réalise que le changement climatique n’est pas un canular !

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Is President Donald Trump backing off his claim that climate change is a hoax? In a recent interview with CBS’ “60 minutes”, he said he did not know if it was manmade and suggested that the climate would « change back again. » He added that le did not want to put the U.S. at a disadvantage in responding to climate change: « I think something’s happening. Something’s changing and it’ll change back again. I don’t think it’s a hoax. I think there’s probably a difference. But I don’t know that it’s manmade. I will say this: I don’t want to give trillions and trillions of dollars. I don’t want to lose millions and millions of jobs. »

Trump had called climate change a hoax in November 2012 when he sent a tweet stating, « The concept of global warming was created by and for the Chinese in order to make U.S. manufacturing non-competitive. » He later said he was joking about the Chinese connection, but in years since has continued to call global warming a hoax.

In the latest CBS interview, he said: « I’m not denying climate change, but it could very well go back. You know, we’re talking about over a … millions of years. »

As far as the climate « changing back, » temperature records kept by NASA and NOAA show that the world hasn’t had a cooler-than-average year since 1976 or a cooler-than-normal month since the end of 1985.

Trump, who recently visited areas of Georgia and Florida damaged by Hurricane Michael, also expressed doubt over scientists’ findings linking the changing climate to more powerful hurricanes.

Trump’s comments came just days after IPCC issued a warning that global warming would increase climate-related risks to health, livelihoods, food security, water supply, human security and economic growth. The report detailed how Earth’s weather, health and ecosystems would be in better shape if the world’s leaders could somehow limit future human-caused warming.

Source : Presse américaine.

Don’t be naive! Donald Trump’s latest statement does not mean he has become aware of climate change. It is part of a political strategy just weeks before mid-term elections that are far from being won by the Republicans. By adopting a less categorical middle ground, the US president is sure to stand up to neither proponents nor opponents of climate change. Once the election date has passed, everything will become as before. One can wonder how many environmental disasters the United States will have to face before Trump realizes that climate change is not a hoax!