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La fonte des glaciers alpins : Approche scientifique // The melting of Alpine glaciers : A scientific approach

Comme je l’ai indiqué à maintes reprises, les glaciers alpins fondent à une vitesse incroyable depuis quelques décennies et ils ont connu un net recul au cours du 20ème siècle. La perte de masse des glaciers s’est intensifiée ces quarante dernières années et a même battu de nouveaux records en 2003, 2009 et 2011.

En collaboration avec le Centre d’Etudes de la Neige et l’Institut de Géosciences de l’Environnement, des scientifiques du centre IRSTEA de Grenoble ont cherché à identifier les causes de ces fontes extrêmes afin de mieux appréhender l’évolution des glaciers. Pour cela, ils se sont appuyés sur une série de mesures des bilans de masse réalisées depuis 1949 sur le glacier de Sarennes, situé à 2850 mètres d’altitude dans le massif des Grandes Rousses. Géré depuis 1971 par l’IRSTEA, ce suivi fournit aujourd’hui l’une des plus longues analyses de bilans de masse de glacier au monde.

Grâce à cette précieuse base de données, les chercheurs ont déjà étudié l’évolution à long terme du glacier de Sarennes et ont confirmé une fonte de plus en plus importante d’année en année. Dans cette nouvelle étude, ils se sont intéressés aux fontes extrêmes, c’est-à-dire intenses et rares. Le but est d’identifier les fontes exceptionnelles, en les dissociant de la tendance à long terme, autrement dit la hausse des moyennes de fonte liée au réchauffement climatique.

Après avoir identifié ces fontes extrêmes, les scientifiques ont étudié les processus physiques en cause, à savoir les échanges énergétiques qui se produisent entre la surface du glacier et l’atmosphère. Parmi les sources de ces échanges d’énergie et donc de chaleur se trouve le rayonnement solaire (qui dépend principalement de la couverture nuageuse) ;  le rayonnement infrarouge des basses couches de l’atmosphère (auquel contribuent les gaz à effet de serre) ; les flux de chaleur latente qui sont, liés à l’évaporation de la glace ou, inversement, à la condensation de la vapeur d’eau atmosphérique au contact du glacier.

A l’aide d’un modèle d’étude de la fonte glaciaire dans lequel ils ont intégré les 70 ans de mesures de masse du glacier et des données atmosphériques relevées par Météo France sur la même période, les scientifiques ont pu relier les fontes – exceptionnelles ou inhérentes à la tendance à long terme – aux types de flux énergétiques. Il ressort de ces observations que les flux impliqués dans les fontes extrêmes et dans les fontes communes ne sont pas les mêmes ; ils diffèrent en intensité et surtout dans leur nature. Les premières sont essentiellement dues au rayonnement solaire, tandis que les secondes s’expliquent par l’augmentation du rayonnement infrarouge, mais aussi par la réduction du phénomène d’évaporation de la glace, en surface du glacier.

Ce dernier point est assez inattendu. Avec le réchauffement de l’air, la glace devrait s’évaporer de plus en plus, mais ce processus est en fait contrebalancé. En effet, plus l’air est chaud, plus il contient de vapeur d’eau qui, au contact du glacier, limite l’évaporation. Au final, comme l’évaporation est un processus consommant beaucoup d’énergie, sa limitation rend davantage d’énergie disponible pour la fonte.

Même s’il est inattendu, ce résultat est d’une grande importance. Les scénarios climatiques actuels prévoient en effet une hausse des températures de l’air, qui va s’accompagner d’une hausse des gaz à effet de serre et de la vapeur d’eau. Outre l’augmentation du rayonnement infrarouge, les scientifiques s’attendent donc à ce que la réduction de l’évaporation s’accentue et accélère davantage encore la fonte des glaciers.

Source : IRSTEA.

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As I have put it many times, Alpine glaciers have melted at an incredible rate in the last few decades and have retreated sharply in the 20th century. Glacier mass loss has intensified over the last forty years and has even broken new records in 2003, 2009 and 2011.
In collaboration with the Center for Snow Studies and the Institute of Environmental Geosciences, scientists from IRSTEA in Grenoble (France) have sought to identify the causes of these extreme melting periods in order to better understand the evolution of glaciers. For this, they relied on a series of glacier mass measurements carried out since 1949 on the Sarennes Glacier, located at 2850 metres a.s.l. in the Grandes Rousses. Managed since 1971 by IRSTEA, this monitoring now provides one of the longest analyzes of glacier mass balances in the world.
Thanks to this precious database, the researchers have already studied the long-term evolution of the Sarennes Glacier and have confirmed an increasing melting from year to year. In this new study, they are interested in extreme melting periods which are intense and rare. The goal is to identify exceptional melting, dissociating it from the long-term trend, in other words, the increase in melting related to global warming.
After identifying these extreme melting periods, scientists studied the physical processes involved, namely the energy exchanges that occur between the surface of the glacier and the atmosphere. Among the sources of these exchanges of energy and therefore of heat is solar radiation (which depends mainly on the cloud cover); infrared radiation from the lower layers of the atmosphere (to which greenhouse gases contribute); latent heat fluxes that are related to the evaporation of ice or, conversely, to the condensation of atmospheric water vapour in contact with the glacier.
Using a study model of the glacial melt in which they integrated 70 years of measurements of glacier mass and atmospheric data recorded by Météo France over the same period, scientists were able to link the melting – exceptional or inherent to the long-term trend – to the different types of energy flow. These observations show that the flows involved in extreme and concentional melting are not the same; they differ in intensity and especially in their nature. The former are mainly due to solar radiation, while the latter can be explained by the increase in infrared radiation, but also by the reduction of the phenomenon of evaporation of the ice on the surface of the glacier.
This last point was rather unexpected. With the warming of the air, the ice is expected to evaporate more and more, but this process is in fact counterbalanced. Indeed, the hotter the air, the more it contains water vapour which, in contact with the glacier, limits the evaporation. In the end, since evaporation is a process that consumes a lot of energy, its limitation makes more energy available for melting.
Even if it is unexpected, this result is of great importance. The current climate scenarios predict a rise in air temperatures, which will be accompanied by an increase in greenhouse gases and water vapour. In addition to increasing infrared radiation, scientists expect that the reduction of evaporation will increase and accelerate the melting of glaciers even further.
Source: IRSTEA.

On peut voir sur le site de l’IRSTEA deux photos montrant la fonte du glacier de Sarennes entre 1906 et 2016. Des images qui parlent d’elles-mêmes !

Crédit photo: IRSTEA

Tous les glaciers alpins subissent le même sort. Voici, pour rappel, des images du glacier du Rhône, dans le Valais suisse, entre 1981 et 2018.

Photos: C. Grandpey

Arctique: Des nouvelles toujours inquiétantes // Arctic: More worrying news

Les nouvelles en provenance de l’Arctique ne sont pas bonnes et confirment ce que j’ai écrit sur ce blog il y a quelques mois.
La glace de mer dans l’Arctique a pratiquement atteint son point le plus bas en 2018, ce qui confirme la tendance à la diminution déjà observée dans cette région du globe où le climat se réchauffe deux à trois fois plus vite qu’ailleurs sur la planète.
Si l’on prend en compte les dernières mesures effectuées du 15 au 22 septembre 2018, il s’agit de la sixième plus faible étendue de glace de mer en près de 40 ans de relevés satellitaires. A la limite, cette seule statistique pourrait ne pas suffire à rappeler la fonte alarmante de l’Arctique qui a atteint son point culminant en 2012. Pourtant, en observant attentivement la situation dans l’Arctique en 2018, on se rend compte que la glace dans cette région du monde disparaît de plus en plus rapidement. Les 12 dernières années sans exception ont enregistré les niveaux de glace de mer les plus bas.
Et ce n’est pas tout: Comme je l’ai écrit dans une note précédente, la glace arctique la plus épaisse et la plus ancienne, ancrée en une masse compacte au large des côtes du Groenland, s’est désintégrée cette année. Il s’agit d’une zone de la taille de l’Etat d’Indiana aux Etats Unis. C’était la glace la plus ancienne et la plus stable de l’Arctique et tous les scientifiques pensaient qu’elle resterait intacte encore très longtemps. Elle avait même résisté à la fonte record de 2012. L’épaisseur moyenne de cette glace est d’environ 5 mètres, mais dans certains secteurs, elle peut atteindre 20 mètres.
Cette rupture ne laisse présager rien de bon. C’est probablement ce qui va se passer dans l’Arctique au cours des quatre prochaines décennies sous l’effet du réchauffement climatique. Le phénomène révèle parfaitement la rapidité avec laquelle l’Arctique évolue et il faut s’attendre à voir un Océan Arctique dépourvu de glace pendant les mois d’été.
Lorsque la glace de mer fond, elle contribue à l’accélération de la fonte des glaces en général. Contrairement à l’océan qui est sombre, la glace brillante renvoie la lumière du soleil dans l’espace. Mais à mesure que les océans et l’atmosphère qui se réchauffent font fondre la couverture de glace, l’océan est en mesure d’absorber cette énergie qui, à son tour, fait fondre davantage de glace. On a affaire à une boucle de rétroaction permanente.
Source: National Snow and Ice Data Center.

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The news from the Arctic is not good and confirm what I wrote on this blog a few months ago.

Sea ice in the Arctic has just about melted to its lowest point of 2018, and this reinforces a trend of dwindling ice atop the globe — where the climate is warming two to three times faster than the rest of the planet.

Referreing to the measurements performed between September 15th and 22nd,  it’s the sixth-lowest ice extent in nearly 40 years of satellite records. This statistic alone might not carry the bite of 2012’s extreme Arctic melt, in which the ice thawed to its lowest point ever recorded. Yet, a closer examination of what’s transpired in the great north this year reveals the Arctic’s ever-accelerating disappearance. In fact, each of the last 12 years have been the lowest 12 years on the satellite record

And there’s more : As I put it in a previous post, some of the thickest, oldest Arctic ice, which is anchored in a compacted mass off the frigid north Greenland shore, broke apart this year. It is an area about the size of Indiana. It was the oldest, most stable ice in the Arctic and all scientists thought it would hold on the longest. It even resisted the all-time record-breaking melt in 2012. The average thickness of this ice is around 5 metres, but in parts it can reach 20 metres.

This break-up portends what may eventually transpire in the Arctic: a visible gauge of climate change in the next four or so decades. Indeed, what happened is incredibly indicative of just how fast the Arctic is changing. It could accelerate the timeline for what could be an ice-free Arctic Ocean during the summer months.

When sea ice melts, it contributes to even more ice melting. In contrast to the dark ocean, bright ice reflects sunlight back into space. But as both the warming oceans and atmosphere melt the bright ice cover, the ocean is then able to absorb this energy, which in turn melts more ice. It is a continuing feedback loop.

Source : National Snow and Ice Data Center.

La glace de mer dans l’Arctique le 24 septembre 2018, avec en orange son étendue moyenne entre 1881 et 2010 (Source : NSIDC)

Surface occupée par la glace de mer arctique en moyenne annuelle de 1979 à 2017 (Source : NSIDC)

Réchauffement climatique : L’Arctique s’ouvre au trafic maritime // Global warming : The Arctic opens to maritime traffic

Si besoin était, voici une autre preuve du réchauffement climatique dans l’Arctique et de ses conséquences pour l’environnement. Au cours de ma conférence intitulée « Glaciers en péril, les effets du réchauffement climatique, » j’explique que la fonte des glaces va permettre l’ouverture des passages du nord-est et du nord-ouest et entraîner un bouleversement dans le trafic maritime de notre planète.

Confirmant mes propos,  le porte-conteneurs Venta, du groupe danois Maersk, est arrivé le 27 septembre 2018 à Saint-Pétersbourg après avoir franchi l’Arctique par le Nord depuis l’Extrême-orient russe. C’est une première pour un navire de cette taille. Il présente une longueur de 200 mètres et pèse 42 000 tonnes. D’une capacité de près de 36 000 conteneurs, il est conçu pour opérer par des températures atteignant -25°C. Parti le 23 août 2018 de Vladivostok, le Venta a effectué le trajet en cinq semaines, avec des haltes au port Vostotchny, proche de Vladivostok, puis à Busan en Corée du Sud avant de s’élancer via le détroit de Béring jusqu’à Bremerhaven en Allemagne, avant de mettre le cap sur Saint-Pétersbourg. Chargé de poisson gelé russe et de composants électroniques coréens, le navire a été assisté sur la route par des brise-glace nucléaires.

Praticable auparavant seulement quelques semaines par an et pour des bateaux de taille plus modeste que le Venta, le passage du nord-est, qui longe les côtes septentrionales de la Sibérie, devient accessible de plus en plus longtemps. La Russie mise sur le développement de ce raccourci maritime, qui permet aux navires de gagner jusqu’à 15 jours par rapport à la voie classique passant par le canal de Suez… avec les risques pour l’environnement qu’un tel trafic va forcément induire.

Source : France Info

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If needs be, here is another proof of global warming in the Arctic and its consequences for the environment. During my conference entitled « Glaciers at Risk, the Effects of Global Warming, » I explain that the  melting sea ice will open the northeastern and northwestern passages and totally modify marine traffic on our planet.
Confirming what I said, the Venta container ship, from the Danish group Maersk, arrived in St. Petersburg on 27 September 2018 after crossing the Arctic from the Russian Far East. This is a first for a ship of this size. It is 200 metres long and weighs 42,000 tons. With a capacity of nearly 36,000 containers, it is designed to operate in temperatures down to -25°C. Starting on 23 August 2018 from Vladivostok, the Venta performed the trip in five weeks, stopping at Vostochny Port, near Vladivostok, then at Busan in South Korea before setting off via the Bering Strait to Bremerhaven in Germany, before heading to St. Petersburg. Loaded with Russian frozen fish and Korean electronic components, the ship was assisted on the road by nuclear icebreakers.
Practicable previously only a few weeks a year and for smaller boats than the Venta, the northeastern passage, which runs along the northern coast of Siberia, becomes accessible longer and longer year after year. Russia is banking on the development of this maritime shortcut, which allows ships to save up to 15 days compared to the classic route through the Suez Canal… with obvious hazards to the environment.
Source: France Info

 Comme on peut le voir sur cette carte, le trafic maritime par le passage du nord-est (en rouge) représente un sacré raccourci comparé à la voie classique !

Le réchauffement climatique dans les Pyrénées // Global warming in the Pyrenees

On parle beaucoup des Pyrénées ces jours-ci à propos du changement climatique. Le record de journées sans gel a été largement battu au cours de l’été 2018 au Pic du Midi et le phénomène ne semble pas devoir ralentir. C’est ce que confirme CLIMPY, un projet de recherche transfrontalier réunissant Météo-France et les services météorologiques espagnol et catalan. Les climatologues français et espagnols ont étudié notamment les variations de températures et d’enneigement des deux côtés des Pyrénées.

Entre 1959 et 2010, les températures ont augmenté dans les Pyrénées de 1,2°C. D’après les projections incluses dans le projet, cette hausse n’est pas près de s’arrêter. A l’horizon 2050, les températures pourraient même augmenter de 4°C ! Les climatologues disent qu’ils ne cherchent pas à être alarmistes, mais à « éclairer sur les différents scénarios possibles ».

Ainsi, à la fin du siècle, les températures dans le massif pyrénéen pourraient être en hausse de 7°C. Pour l’instant, cette augmentation était constatée au printemps et en été mais les projections montrent que cela pourrait intervenir à toutes les saisons. La situation va inévitablement poser des problèmes, en particulier dans les stations de ski.

Au cours des trente dernières années, la fonte de la neige a été plus rapide au printemps, des deux côtés des Pyrénées. Le projet CLIMPY confirme que l’avenir ne devrait pas s’améliorer. Dans les Pyrénées centrales, à une altitude de 1.800 mètres, l’épaisseur moyenne de neige pourrait chuter de moitié d’ici 2050, tandis que la période de neige continue au sol diminuerait de plus d’un mois. Les stations de ski devront s’adapter et diversifier leurs activités.

Source : 20 Minutes.

NB : Je rentre d’un séjour dans les Pyrénées et je confirme que la situation climatique est préoccupante. Le 25 septembre, il faisait carrément chaud à 10 heures du matin sur la terrasse de l’observatoire du Pic du Midi de Bigorre (2877 mètres d’altitude) où les jours de gel se produisent au compte-gouttes. L’isotherme 0°C se trouve aux environs de 4500 mètres d’altitude. Les torrents ont un débit très faible, quand ils ne sont pas à sec. J’ai été surpris de voir le nombre de canons à neige déjà installés jusqu’au sommet des montagnes pour prévenir un éventuel déficit de poudreuse. L’hiver 2017-2018 a gâté les stations car la neige est tombée en abondance, mais le réchauffement climatique est une menace permanente. Il ne faudrait pas oublier qu’une abondance de neige traduit aussi un redoux global des températures en haute altitude…

 

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There is a lot of talk about the Pyrenees these days concerning climate change. The record of frost-free days has been largely beaten in the summer of 2018 at the Pic du Midi and the phenomenon does not seem to be slowing down. This is confirmed by CLIMPY, a cross-border research project bringing together Météo-France and the Spanish and Catalan meteorological services. French and Spanish climatologists have studied in particular the variations of temperature and snow on both sides of the Pyrenees.
Between 1959 and 2010, temperatures rose in the Pyrenees by 1.2°C. According to projections included in the project, this increase is not about to stop. By 2050, temperatures could even rise by 4°C! Climatologists say that they do not want to be alarmist, but to « shed light on the different possible scenarios ».
Thus, at the end of the century, temperatures in the Pyrenees could rise by 7°C. For the moment, this increase was noted in spring and summer, but projections show that this could occur in all seasons. The situation will inevitably cause problems, especially in ski resorts.
Over the past 30 years, snow has melted faster in the spring, on both sides of the Pyrenees. The CLIMPY project confirms that the future should not be better. In the central Pyrenees, at an altitude of 1,800 metres, the average thickness of the snow could fall by half by 2050, while the period of continuous snow on the ground would decrease by more than a month. Ski resorts will have to adapt and diversify their activities.
Source: 20 Minutes.

NB: I am from a trip to the Pyrenees where the climatic situation is worrying. On September 25th, it was really hot at 10 o’clock in the morning on the terrace of the observatory of the Pic du Midi of Bigorre (2877 metres a.s.l.) where the days of frost occur drop by drop. The 0°C isotherm is around 4500 metres above sea level. The torrents have a very low flow, when they are not dry. I was surprised to see the number of snow guns already installed to the tops of the mountains to prevent a possible snow deficit. The winter of 2017-2018 was a very good one the resorts as snow fell in abundance, but global warming is a permanent threat. It should not be forgotten that an abundance of snow also relects milder temperatures at high altitudes.

Records de chaleur au sommet du Pic du Midi (Photos: C. Grandpey)

La neige et la glace font cruellement défaut sur le massif pyrénéen, y compris au Cirque de Gavarnie avec la Brèche de Roland (Photos: C. Grandpey)