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Une solution contre le réchauffement climatique: Un stupa de glace // A solution against global warming : An ice stupa

Le Ladakh – le « pays des hautes passes » – est pris 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 qui constituent la principale ressource de la population locale, 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, Sonam Wangchuk, 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. Pour cette raison, 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.
Au lieu de cela, la forme conique du stupa de glace peut résister à la lumière directe du soleil et le cône peut être édifié là même où l’eau est nécessaire. Cependant, les stupas ne sont pas sans entretien car ils ont besoin d’une intervention manuelle; Par exemple, les fontaines peuvent se bloquer lorsque l’eau gèle dans les tuyaux. En améliorant la technique, ils devraient devenir plus fiables. Des tests commenceront au Pérou cet été en profitant de l’hiver dans l’hémisphère sud.
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).

https://youtu.be/FdVijr10DZ0

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.
Source: CNN.

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Ladakh- the « land of high passes » – is sandwiched between two of the world’s tallest mountain ranges, the Himalayas and the Kunlun. Rainfall is rare in the region. Water, essential for irrigating the farmlands that are the lifeblood of the local population, mostly comes from melting snow and ice. However, climate change is making this land even drier, leaving farmers without water in the crucial planting months of April and May, right before the glaciers start to melt in the summer sun.

In 2014, Sonam Wangchuk, a local mechanical engineer set out to solve the water crisis of the Ladakh. The natural glaciers are shrinking due to rising global temperatures. For that reason, they provide far less water in early spring but then release a lot in the summer heat, shrinking even more.

The engineer had a simple idea: he wanted to balance this natural deficit by collecting water from melting snow and ice in the cold months, which would normally go to waste, and store it until spring, just when farmers need it the most. He then built a two-story prototype of an « ice stupa », a cone of ice that he named after the traditional sacred monuments that are found throughout Asia.

The ice stupa is created using no power or pumps, only physics. First, a pipe is laid underground, connecting a stream of water and the location where the ice stupa is required, usually next to a village. The water must come from a higher altitude, usually around 60 meters or more. Because a fluid in a system always wants to maintain its level – according to the principle of the communicating vessels – water from 60 meters upstream will spray 60 metres into the air out of the downstream pipe, creating a fountain. The freezing air temperature does the rest, immediately crystallizing the water droplets into ice that falls right below, forming a cone. A cone is very easy to make with ice, because any dripping naturally forms a cone underneath; icicles are inverted cones.

A cone has more desirable properties: It has minimal exposed surface area for the volume of water it contains; that means it melts very slowly. The 6-metre-tall prototype containing 150,000 litres of water lasted from winter until mid-May, just when water is needed for irrigation, while all the surrounding ice on the ground had gone by the end of March. The revolutionary aspect of the ice stupa is that it works even at low altitude and in very warm temperatures.

It’s not the first type of artificial glacier in the area, but previous endeavours in this area were only attempted above 4,000 metres a.s.l. by freezing waters in large canals which required shade and a lot of maintenance, and were located too far away from the fields to be practical.

Instead, the conical shape of the ice stupa can withstand even direct sunlight and it can sit right were the water is required. However, the stupas are not maintenance-free as they need a lot of manual intervention; for instance, the fountains can freeze when the pipes ice up. It is hoped that soon, by refining the technology, they will become more reliable. Tests will start in Peru this summer, taking advantage of an extra winter in the southern hemisphere.

Because of the piping infrastructure required, the initial investment can be steep. The mechanical engineer estimated he would need around $125,000 to build his first full-scale version, which could reach 25 metres in height and provide irrigation to about 10 hectares of land. As the price would be too high for local authorities, he decided to crowdfund the project, asking people for contributions through Indiegogo, a popular crowdfunding platform. The campaign was successful and piqued the interest of the local institutions. In the end, the Ladhaki government is incorporating it its development plans. The ice stupa also won a Rolex Award for Enterprise in 2016, which carried a 100,000 Swiss Franc prize (around $105,000).

https://youtu.be/FdVijr10DZ0

The stupas might also be turned into tourist attractions, by building ice bars and ice hotels inside them. This would mean a bit like mixing the sacred and the profane and build a bridge between different cultures.

Source: CNN.

Vue du prototype du stupa de glace

(Crédit photo: Sonam Wangchuk)

Navires pollueurs: Une menace pour l’Arctique et la santé // Polluting ships: A threat to the Arctic and human health

Avec la fonte de la glace de mer suite au réchauffement climatique, de nouvelles voies de circulation maritime sont en train de s’ouvrir dans l’Arctique, en particulier les célèbres passages du Nord-Ouest et du Nord-Est. Accessibles à certaines périodes de l’année, ils sont déjà empruntés à des fins commerciales car ils réduisent considérablement le temps de transports des denrées. Les bateaux de croisière profiteront eux aussi de cette ouverture pour transporter les touristes dans les eaux arctiques. (Voir ma note du 26 novembre 2016)

Les écologistes ont déjà tiré à plusieurs reprises la sonnette d’alarme car, encas de problème, une marée noire souillerait inévitablement cette région du monde. Ce danger vient, bien sûr, s’ajouter aux risques induits par l’exploitation des ressources pétrolières et gazières de cette région.

S’agissant des navires, la pollution ne concerne pas seulement la mer. La pollution de l’air n’est pas en reste. Il faut savoir qu’un bateau de croisière peut émettre en une journée autant de particules fines et de dioxyde d’azote qu’un million de voitures. C’est le terrible constat que dresse une enquête diffusée sur la chaîne britannique Channel 4 et relayée BFMTV en France.
Selon les auteurs de l’enquête qui se sont focalisés sur les navires du plus grand opérateur de croisières en Grande-Bretagne, le niveau de pollution enregistré sur le pont de certains paquebots est parfois pire que dans les villes les plus polluées du monde.  .
Le reportage  pour l’émission « Dispatches » souligne que si un bateau peut a lui seul émettre en une journée autant de particules fines qu’un million de voitures réunies, 33 paquebots de croisière produisent, eux, autant de pollution que toutes les voitures en services au Royaume-Uni.

La pollution des navires de croisière – mais aussi des navires commerciaux – est causée par le fioul lourd utilisé comme combustible dans les navires et qui, en se consumant, rejette du soufre et des particules fines. On a estimé que le fioul lourd des navires possède une teneur en soufre plus de 3 500 fois supérieure à celle du diesel des voitures. Le constat n’est pas nouveau. En 2015, deux ONG, dont la fédération France Nature Environnement (FNE), affirmaient que les bateaux de croisière sont un fléau pour la qualité de l’air, y compris lorsqu’ils sont à l’arrêt. Même à quai, les moteurs des navires continuent de tourner pour alimenter en électricité les cuisines, les restaurants, les salles de loisirs ou l’air conditionné.
L’impact sanitaire du fioul lourd est considérable. Il peut à long terme engendrer des maladies respiratoires, des décès prématurés ou des cancers des poumons. Selon un médecin interviewé dans l’émission de Channel 4, une exposition de courte durée peut causer des problèmes respiratoires, notamment chez les personnes asthmatiques ou celles souffrant de maladies cardiovasculaires. Selon l’ONG Transport and Environment, environ 50 000 morts prématurées en Europe sont imputables à la pollution atmosphérique maritime.

Source : Orange, Channel 4, BFMTV.

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With the melting of sea ice as a result of global warming, new shipping lanes are opening in the Arctic, especially the famous Northwest and North-East Passages. Accessible at certain times of the year, they are already used for commercial purposes becausethey considerably reduce the shipping time of  commodities. Cruise ships will also benefit from their opening to transport tourists into the Arctic waters. (See my note of 26 November 2016)
Environmentalistss have already repeatedly sounded the alarm because, in case of problem, an oil spill would inevitably spoil this region of the world. This danger, of course, adds to the risks posed by the exploitation of oil and gas resources of this region.
As far as ships are concerned, pollution does not only concern the sea. Air pollution should not be left aside. A cruise ship can emit as many fine particules and nitrogen dioxide in one day as a million cars. It is the terrible observation of a survey disclosed on the British TV Channel 4 and relayed by BFMTV in France.
According to the survey’s authors who focused on the ships managed vy Britain’s largest cruise operator, the level of pollution recorded on the decks of some ships is sometimes worse than in the most polluted cities of the world. .
The report for the TV program « Dispatches » emphasizes that if a ship can emit as many fine particles as one million cars in a single day, 33 cruise ships produce as much pollution as all the cars in use in the United Kingdom.
The pollution of cruise ships – but also of commercial ships – is caused by the heavy fuel oil burnt in the ships and whose combustion emits sulphur and fine particles. It has been estimated that the heavy fuel oil of ships has a sulphur content more than 3,500 times that of diesel cars. The observation is not new. In 2015, two NGOs, including France Nature Environnement (FNE), claimed that cruise ships are a scourge for air quality, even when they are idling in a port. Even at docks, ships’ engines continue to run to power kitchens, restaurants, recreation rooms or air-conditioning.
The health impact of heavy fuel oil is considerable. In the long term, it can lead to respiratory diseases, premature deaths or lung cancers. According to a doctor interviewed on the Channel 4 program, short-term exposure can cause respiratory problems, especially among people with asthma or those with cardiovascular diseases. According to the NGO Transport and Environment, about 50,000 premature deaths in Europe are attributable to maritime air pollution.
Source: Orange, Channel 4, BFMTV.

Passage du nord-ouest (Source: Wikipedia)

Le passage du nord-est (en rouge) réduit considérablement le temps de transport des marchandises entre l’Orient et l’Occident (Source: Wikipedia)

Les incendies de forêts en Sibérie accélèrent le réchauffement climatique // Wildfires in Siberia accelerate global warming

Avec la hausse des températures liée au réchauffement climatique et à l’émission de gaz à effet de serre, les incendies de forêt sont devenus de plus en plus répandus dans le monde. En 2016, l’un d’eux à Fort McMurray (Alberta) a été la catastrophe naturelle la plus coûteuse dans l’histoire du Canada. Au cours des dernières semaines, de nouveaux feux de forêt ont affecté des parties de l’Arizona, de la Californie et de l’Alaska. Selon l’organisation Climate Central, la saison des feux de forêt en Alaska est beaucoup plus longue qu’il y a 75 ans et les départs de feux sont deux fois plus fréquents qu’à cette époque.
Chaque année, la Sibérie est, elle aussi, victime d’incendies qui détruisent de vastes étendues de forêt boréale. Le changement climatique a entraîné une hausse vertigineuse de leur nombre au cours des dernières décennies et les projections concernant le changement climatique en prévoient encore plus dans les années à venir. Les feux actuels, qui ont débuté fin juin, ont déjà brûlé quelque 538 kilomètres carrés de forêts dans le sud de la Sibérie.
Le changement climatique a entraîné une hausse des températures dans le monde entier, mais les régions les plus septentrionales, comme la Sibérie, connaissent une élévation de la température deux fois plus importante qu’ailleurs dans le monde. Depuis novembre, les températures dans le sud de la Sibérie ont augmenté de 4°C par rapport à la moyenne. A mesure que le temps devient plus sec et plus chaud, les forêts de la région deviennent de plus en plus exposées aux incendies. Ces derniers constituent une menace directe pour le rôle que jouent forêts sibériennes dans l’absorption des émissions de carbone. En effet, chaque année, les forêts russes absorbent 500 millions de tonnes de carbone de l’atmosphère.
Les images du satellite Aqua de la NASA (voir ci-dessous) montrent toute une série de feux de forêt et d’impressionnants nuages de fumée dans le sud de la Sibérie. Un autre satellite, Suomi NPP, a mesuré la qualité de l’air dans la région et révélé un indice d’aérosol de 19, preuve de la présence d’une fumée très dense à haute altitude. Selon l’Observatoire de la Terre (Earth Observatory) de la NASA, les scientifiques étudient actuellement trois formations probables de pyrocumulus (nuages de la famille des cumulus qui se forment au-dessus d’une source de chaleur intense) dans la région, ce qui peut y modifier le climat par la présence de cendre et de particules très haut dans l’atmosphère.
Cependant, l’impact le plus dévastateur de ces feux de forêt n’est pas visible depuis l’espace. Les forêts boréales de Sibérie jouent un rôle crucial dans le cycle du carbone. Elles représentent près de 10% de la surface terrestre de la planète et abritent plus de 30% du carbone sur Terre. Cela signifie que lorsque ces forêts brûlent, elles libèrent de vastes quantités de carbone dans l’atmosphère. La perte d’absorption de carbone combinée à l’émission de carbone crée un cercle vicieux qui entraîne un réchauffement climatique et, par conséquent, davantage de feux de forêt.
En outre, ces incendies accélèrent la fonte de la glace de l’Arctique, qui disparaît déjà à une vitesse inquiétante. Cette fonte s’accélère lorsque les feux produisent de grosses quantités de suie qui retombe ensuite sur la neige et la glace, obscurcissant leur surface et leur permettant d’absorber plus de lumière solaire. Par la chaleur qu’ils dégagent, les feux de forêt accélèrent également la fonte du pergélisol (ou permafrost) en Sibérie. Comme je l’ai déjà écrit, le pergélisol fond déjà depuis plusieurs années. On en a une preuve avec les «forêts ivres» où les racines des arbres qui ne sont plus maintenues en place par le sol gelé.
Source: Science Alert.

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With the rising temperatures linked to global warming and the emission of greenhouse gases, wildfires have become more and more widespread around the world. Last year, a wildfire in Fort McMurray, Alberta, became the costliest natural disaster in Canadian history. In recent weeks, more wildfires have affected parts of Arizona, California and Alaska. According to Climate Central , the wildfire season in Alaska is 40 percent longer and large fires twice as common as they were 75 years ago.

Every year, Siberia is also struck by wildfires that destroy large areas of boreal forest. Climate change has caused wildfire activity in Siberia to increase radically over the past few decades.  The boreal forests in Siberia are burning at extraordinary rates, and climate change projections predict even more wildfires to come. The current wildfires, which started in late June, have already burned roughly 538 square kilometres of forest in southern Siberia.

Climate change has been increasing temperatures across the globe, but northernmost regions, like Siberia, are experiencing temperature rises at twice the rate.  Since November, temperatures in southern Siberia have been up 4°C from the average.  And as the weather turns drier and warmer, the forests in the region become more and more prone to wildfires. These wildfires are a direct threat to the role of Siberian forests in absorbing carbon emissions. Indeed, each year, the Russian forests absorb 500 million tonnes of carbon from the atmosphere.

The images from NASA’s Aqua satellite (see below) reveal a series of wildfires and huge plumes of smoke across southern Siberia. Another satellite, Suomi NPP, measured the air quality in the region and found the aerosol index reached over 19, indicating very dense smoke at high altitudes. According to NASA Earth Observatory, scientists are also currently investigating three possible pyrocumulus cloud formations in the area, which can alter local climates by lofting ash and particles high into the atmosphere.

However, the most devastating impact of these wildfires cannot be seen from a satellite. Siberian boreal forests play a crucial role in the carbon cycle, making up nearly 10 percent of the planet’s land surface and housing more than 30 percent of the carbon on Earth. That means that when these forests burn, they are releasing vast quantities of carbon into the atmosphere. The loss of carbon absorption in combination with the release of carbon, creates a vicious cycle that leads to more global warming and, as a result, more wildfires.

Besides, these wildfires can also hasten the melting of Arctic ice, which is already disappearing at alarming rates. This occurs when the fires produce hordes of soot that fall on snow and ice, darkening their surface and causing them to absorb more sunlight. The wildfires are also accelerating the melting of permafrost in Siberia. As I put it before, the permafrost has already been thawing for several years. An evidence of this are the “drunken forests” with the roots of the trees no longer held in place by the ice in the ground.

Source: Science Alert.

Feux de forêts et fumée au-dessus de la Sibérie vus depuis l’espace (Source: NASA Earth Observatory)

De nouveaux cratères d’explosion en Sibérie // New explosion craters in Siberia

Deux nouveaux cratères sont apparus en Sibérie sur la Péninsule de Yamal cette année, avec le dernier façonné par une explosion le 28 juin. On peut voir les premières images de ces cratères impressionnants dans le Siberian Times (voir le lien ci-dessous). Ils viennent s’ajouter à quatre autres cavités découvertes ces dernières années et examinés par des scientifiques, plus des dizaines de minuscules autres cratères repérés par satellite.
La formation des deux derniers cratères s’est accompagnée une explosion suivie de flammes, ce qui confirme la libération de poches de méthane sous la surface de la Péninsule de Yamal.
Selon les villageois, l’explosion s’est produite sur une colline, ce qui confirme la théorie scientifique selon laquelle les cratères se forment principalement par l’explosion de pingos, monticules en forme de dôme au-dessus d’un noyau de glace.
On pense que les cratères se forment lorsque le méthane du sous-sol, piégé par le permafrost pendant des milliers d’années, est libéré en raison du réchauffement climatique dans cette région de l’Arctique et explose à l’intérieur des pingos. Les scientifiques disent que plusieurs milliers de pingos, dont beaucoup avec du gaz à l’intérieur, sont susceptibles d’exploser et de former des cratères géants dans cette région.
On a recensé au moins dix explosions de pingos en Sibérie ces dernières années, avec la formation de profonds cratères. Le plus grand présente une profondeur de 35 mètres et un diamètre de 40 mètres.
Source: The Siberian Times

Vous trouverez plusieurs articles sur ce sujet dans les pages de ce blog rédigées le 22 avril et le 15 juin 2017.

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Two new craters have appeared in Siberia on the Yamal peninsula this year, with the latest exploding on June 28th. First pictures of the large craters can be seen in the Siberian Times (see link below). They add to four other big holes found in recent years and examined by experts, plus dozens of tiny ones spotted by satellite.

The formation of both craters involved an explosion followed by fire, obvious signs of the eruption of methane gas pockets under the Yamal surface.

According to local villagers, the explosion occurred on a hill, which is consistent with the scientific theory that the craters as mainly formed by exploding pingos, dome-shaped mounds over a core of ice.

The craters are believed to form when underground methane gas, trapped by permafrost for thousands of years, is released due to the warming climate in this Arctic region and erupts inside pingo mounds. Scientists say several thousand pingos, many filled with gas,  could ‘explode’ forming giant craters in this region.

At least ten pingos are known to have exploded in Siberia in recent years forming large craters, of which four have been closely examined by scientists. The largest one is 35 metres deep and 40 metres in diametert.

Source : The Siberian Times 

You will find several posts about this topic on pages of this blog written on April 22nd and June 15th 2017.

Cratère d’explosion en Sibérie (Crédit photo: The Siberian Times)