L’éruption du Calbuco en 2015 et le trou dans la couche d’ozone // The 2015 Calbuco eruption and the ozone hole

Une nouvelle étude publiée dans le bulletin Geophysical Research Letters de l’American Geophysical Union (AGU) révèle que l’éruption du Calbuco (Chili) le 22 avril 2015, avec un panache de 10 km de hauteur, a fait s’agrandir le trou dans la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique. Ce sont les aérosols rejetés par le volcan qui ont fait disparaître une partie de l’ozone. La nouvelle étude confirme un travail de recherche précédent. Les résultats sont similaires et suggèrent que l’appauvrissement de la couche d’ozone causé par l’éruption du Calbuco a provoqué le record observé en 2015.
Les chercheurs observent le comportement du trou dans la couche d’ozone depuis sa découverte dans les années 1980. Il s’est alors dit que le trou était lié à l’utilisation abusive de certaines substances comme les CFC, et sa découverte a finalement entraîné des restrictions d’utilisation de ces produits chimiques à l’échelle de la planète.
Les chercheurs s’attendaient à ce que le trou, qui se forme fin septembre, finisse par se rétrécir. Au lieu de cela, il a augmenté de 4,5 millions de kilomètres carrés en octobre 2015, avec une taille comparable à celle de l’Australie.
Il est absolument nécessaire de comprendre la cause de l’agrandissement du trou d’ozone pour savoir s’il est capable de se réduire par la suite. Des chercheurs de l’Organisation Météorologique Mondiale ont d’abord pensé que des températures plus froides et une réduction de la circulation atmosphérique avaient entraîné l’expansion du trou d’ozone en octobre 2015. C’est une chimiste atmosphérique du Massachusetts Institute of Technology qui a mis en évidence la puissante éruption du Calbuco en avril 2015 ; cette chercheuse est l’auteur principal de la première étude qui décrivait le mécanisme chimique de l’appauvrissement anthropique de l’ozone. Elle a rédigé en 2016 une étude publiée dans la revue Science suggérant que les aérosols volcaniques du Calbuco avaient « dévoré » la couche d’ozone.
La formation d’aérosols volcaniques est un processus bien connu. Lorsque les volcans sont en éruption, ils émettent des nuages ​​contenant du dioxyde de soufre (SO2). Ce SO2 se condense ensuite en particules qui se dissipent dans l’atmosphère. Elles ont tendance à former des nuages ​​qui survolent les zones polaires. Les nuages représentent une surface où se produisent des réactions chimiques qui finissent par attaquer la couche d’ozone.
La nouvelle étude présente une modélisation de la couche d’ozone et sa réaction à une injection soudaine d’aérosols volcaniques, semblables à ceux émis par le Calbuco. Les simulations ont pris en compte des substances capables d’appauvrir la couche d’ozone, ainsi que des gaz à effet de serre observés de 1979 à 2015. Les auteurs de l’étude ont effectué deux types de simulations: l’une avec l’injection d’aérosols volcaniques et l’autre sans la contribution de ces particules. Ils ont constaté qu’effectivement une augmentation soudaine des aérosols volcaniques était susceptible d’appauvrir la couche d’ozone, ce qui laisse penser que le Calbuco est très probablement la cause de l’agrandissement du trou dans la couche d’ozone observé en 2015.
Sources:  The Watchers / « The influence of the Calbuco eruption on the 2015 Antarctic ozone hole in a fully coupled chemistry-climate model » – Geophysical Research Letters / AGU – March 5, 2017.

Voici une vidéo qui montre l’éruption du Calbuco:

http://travel.resourcemagonline.com/2015/06/incredible-film-shows-the-dramatic-eruption-of-volcano-calbuco/262/

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A new study published in AGU’s Geophysical Research Letters reveals that eruption of Calbuco volcano (Chile) on April 22nd, 2015, with a 10-km high plume, enlarged the Antarctic ozone hole. The aerosols ejected by the volcano ate away the ozone. The new study strongly supports a previous one. Their results are similar and suggest that chemical ozone depletion from Calbuco’s eruption led to the record ozone hole in 2015.

Researchers have tracked the behaviour of the ozone hole since its discovery in the 1980s. The hole was linked to the widespread use of ozone-depleting substances like CFCs, and its discovery eventually sparked worldwide restrictions of such chemicals.

Researchers expected the hole, which forms in late September, to eventually shrink. Instead, the ozone hole grew by 4.5 million square kilometres in October 2015, comparable to the size of Australia.

Understanding what caused the ozone hole to grow to such a large size is imperative to know whether it is recovering. Researchers from the World Meteorological Organization originally suggested colder temperatures and reduced atmospheric circulation drove the expansion of the ozone hole in October 2015. But an atmospheric chemist at the Massachusetts Institute of Technology and leader of the first study to describe the chemical mechanism behind anthropogenic ozone depletion, pointed to Calbuco’s massive 2015 eruption. This researcher authored a 2016 study published in Science suggesting Calbuco’s volcanic aerosols had eaten away at the ozone layer.

The formation of volcanic aerosols is a well-known process. When volcanoes erupt, they emit clouds containing sulphur dioxide (SO2). This SO2 then condenses into particles which dissipate and drift through the atmosphere. They tend to congregate back into clouds that hover over polar areas. The clouds provide a surface where chemical reactions ensue and ultimately deplete portions of the ozone layer.

The new research models Earth’s ozone layer and its response to a sudden injection of volcanic aerosols, similar to those emitted by Calbuco. The simulations relied upon records of ozone-depleting substances and greenhouse gases from 1979 to 2015. The study’s authors ran two types of simulations: one with the injection of volcanic aerosols and another without the contribution of those particles. The researchers found that, indeed, a sudden increase in volcanic aerosols could have depleted the ozone layer, strongly suggesting Calbuco was the cause of the ozone hole expansion.

Sources: The Watchers / « The influence of the Calbuco eruption on the 2015 Antarctic ozone hole in a fully coupled chemistry-climate model » – Geophysical Research Letters / AGU – March 5, 2017.

Here is a video that shows the eruption of Calbuco volcano:

http://travel.resourcemagonline.com/2015/06/incredible-film-shows-the-dramatic-eruption-of-volcano-calbuco/262/

Eruption du Calbuco au soleil couchant.

(Crédit photo: Martin Heck / Timestorm Films)

Augmentation du trou dans la couche d’ozone arctique // The ozone hole in the Arctic is growing

drapeau-francaisContrairement aux années 1980 ou 1990, on parle peu aujourd’hui du trou dans la couche d’ozone (ou couche à ozone, comme se plaisait à l’appeler Tazieff). Pourtant, les scientifiques ont remarqué que les polluants atmosphériques et un courant d’air froid y ont creusé un trou profond au-dessus de l’Arctique, et ce trou risque fort de prendre de l’ampleur. Facteur inquiétant, l’excès de lumière ultraviolette qui en découle pourrait affecter les humains et les écosystèmes sur Terre. Les chercheurs se demandent si le changement climatique ne rendra pas ces trous dans la couche d’ozone arctique plus fréquents et plus importants.
Les températures extrêmement froides enregistrées dans la couche d’ozone stratosphérique arctique, entre 15 à 35 kilomètres d’altitude, sont la principale cause des pertes de cette année, car elles contribuent à libérer des substances chimiques destructrices d’ozone. A cette époque de l’année, la stratosphère a tendance à se réchauffer avec la rupture du vortex polaire qui emprisonne l’air froid. Mais si le puissant vortex de cette année persiste encore pendant un mois avec le retour la lumière en Arctique, après l’obscurité de l’hiver, les pertes en ozone augmenteront et pourraient dépasser le record enregistré au printemps de l’année 2011.
À la surface de la Terre, l’ozone est dangereux pour la santé. Par contre, dans la stratosphère, il protège la planète des rayons ultraviolets. Les scientifiques ont remarqué au cours des années 1980 que les CFC couramment utilisés dans les réfrigérants réagissaient pour former des composés qui attaquaient l’ozone stratosphérique, en particulier au niveau des pôles. En 1989, le Protocole de Montréal a conduit à l’élimination progressive de ces substances chimiques, mais leur longue durée de vie dans l’atmosphère signifie que les pertes d’ozone saisonnières vont continuer encore au 21ème siècle. Chaque année, un important trou d’ozone s’ouvre dessus de l’Antarctique où les hivers sont plus froids et le vortex polaire est plus puissant et plus stable que dans l’Arctique.
Le vortex arctique tend à se comporter de façon erratique, avec de fréquentes descentes d’air froid vers les latitudes nordiques les plus peuplées. L’afflux d’air pauvre en ozone pourrait causer des problèmes à cette population peu habituée à utiliser des écrans solaires en mars. L’excès de rayonnement pourrait également nuire au phytoplancton qui se développe habituellement dans l’Océan Arctique au printemps.
Selon de nombreux scientifiques, la grande question est de savoir quel rôle pourrait jouer le changement climatique. La météo polaire très changeante est le principal facteur qui détermine la quantité d’ozone détruite à chaque printemps. Mais le changement climatique devrait aussi contribuer à refroidir la stratosphère sur le long terme. Les mêmes gaz qui piègent la chaleur dans l’atmosphère inférieure permettent à la stratosphère de rayonner plus efficacement l’énergie dans l’espace. Le refroidissement de la stratosphère pourrait entraîner une plus grande fréquence des mauvaises années d’ozone dans l’Arctique. Ce refroidissement pourrait également renforcer et stabiliser les vortex polaires. A côté de cela, il ne fait guère de doute que les tempêtes qui se produisent dans les basses latitudes – phénomène qui devrait s’amplifier avec le réchauffement climatique – diminueront la fréquences des vortex polaires stables.
En ce qui concerne l’avenir, les scientifiques pensent que le changement climatique devrait générer des cyclones tropicaux moins fréquents mais plus intenses. Dans le même temps, les vortex arctiques persistants pourraient devenir plus rares mais plus puissants. Les hivers froids pourraient devenir plus spectaculaires. Cela pourrait signifier que les trous d’ozone de l’Arctique, comme celui observé cette année, pourraient s’intensifier dans les années à venir.
Source: Science.

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drapeau anglaisUnlike in the 1980s or 1990s, little is said today about the hole in the ozone layer. However, scientists have noticed that atmospheric pollutants and a blast of frigid air have carved a deep hole in the ozone layer over the Arctic, and it threatens to get deeper. But they are worrying about how extra ultraviolet light might affect humans and ecosystems below and wondering whether climate change will make such Arctic holes more common or severe.
Record cold temperatures in the Arctic stratospheric ozone layer, 15 to 35 kilometres up, are the proximate cause for this year’s losses, because they help to unleash ozone-destroying chemicals. At this time of year, the stratosphere tends to warm up with the breakdown of the polar vortex that traps cold air. But if a strong vortex persists another month as light returns to the Arctic after the dark winter, ozone losses will get much bigger and might surpass a record Arctic ozone hole observed in the spring of 2011.
At Earth’s surface, ozone is a health hazard. But in the stratosphere, it shields the planet from ultraviolet light. Scientists noticed in the 1980s that CFCs commonly used in refrigerants were reacting to form compounds that ate away stratospheric ozone, especially over the poles. The 1989 Montreal Protocol led to the phaseout of those chemicals, but their long atmospheric lifetime means that seasonal ozone losses will persist well into this century. Every year, a major ozone hole opens up over Antarctica, where winters are colder and polar vortices are stronger and more stable than over the Arctic.
The Arctic vortex tends to behave erratically, with blobs of cold air often dipping into more heavily populated northern latitudes. The influx of ozone-poor air could cause problems for people there, who are unused to wearing sunscreen in March. The extra radiation could even adversely affect phytoplankton, which typically bloom in the Arctic Ocean each spring.
According to many scientists, the bigger question is what role climate change might be playing. The notoriously mercurial polar weather is the main factor determining how much ozone is destroyed each spring. But climate change is also expected to cool the stratosphere over the long run. The same greenhouse gases that trap heat in the lower atmosphere allow the stratosphere to more effectively radiate energy into space. The stratospheric cooling could make bad ozone years in the Arctic more common. It should also make polar vortices stronger, and more stable. But there is evidence that storminess at lower latitudes—another thing that is expected to increase in a warming world—will make stable polar vortices less common.
As far as the future is concerned, scientists think climate change is expected to make tropical hurricanes less frequent but more intense. Persistent Arctic vortices, too, could become scarcer but stronger. Cold winters might tend to be whoppers. This could mean that Arctic holes like this year’s could get deeper in the future.
Source: Science.

Ozone

Le trou dans la couche d’ozone arctique

(Source : Ministère de l’Environnement et du Changement Climatique canadien)

Le trou dans la couche d’ozone // The hole in the ozone layer

drapeau francaisLa couche d’ozone est beaucoup moins populaire aujourd’hui qu’il y a quelques années, quand les chlorofluorocarbones étaient accusés de contribuer à son appauvrissement. Cependant, les scientifiques de la NASA et de la NOAA ont observé que le trou annuel dans la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique est plus grand que d’habitude en 2015 et qu’il s’est formé plus tard au cours des dernières années. Le trou d’ozone a atteint son maximum le 2 octobre 2015, avec une surface record pour la période 1991 – 2015. Cette grande taille a persisté tout au long du mois d’octobre, avec de nombreux records quotidiens. Au moment de son maximum il couvrait 28,2 millions de kilomètres carrés, soit une zone plus grande que le continent nord-américain. L’an dernier, le trou avait atteint son maximum le 11 septembre, avec 24,1 millions de kilomètres carrés.
L’appauvrissement de la couche d’ozone de l’Antarctique a été détecté pour la première fois au cours des années 1980. Le trou se forme et augmente en taille pendant les mois d’août et septembre en raison de la forte concentration de molécules de chlore et de brome dans la stratosphère. Ces molécules sont d’origine humaine et leur concentration dans l’atmosphère de la Terre a été en constante augmentation au début des années 1990.
Les scientifiques pensent que le trou s’est beaucoup agrandi cette année en raison des températures exceptionnellement froides et de la faible dynamique dans la stratosphère antarctique.
L’épaisseur minimale de la couche d’ozone (101 unités Dobson) a été enregistrée le 4 octobre. Avant l’agrandissement du trou d’ozone antarctique, les unités Dobson (utilisés pour mesurer la quantité d’ozone atmosphérique) variaient entre 250 et 350.
La couche d’ozone est extrêmement importante pour notre planète car elle nous protège des rayons ultraviolets qui peuvent provoquer le cancer de la peau, des cataractes, supprimer le système immunitaire et endommager les plantes. Cet effet sera particulièrement important dans tout l’Antarctique et l’hémisphère sud au cours des prochains mois.
Source: NASA et la NOAA.

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drapeau-anglaisThe hole in the ozone layer is far less popular today than a few years ago when chlorofluorocarbons were accused of contributing to its depletion. However, scientists from NASA and NOAA have observed that the annual Antarctic ozone hole is larger than usual in 2015 and that it formed later than in recent years. The ozone hole reached its maximum on October 2nd 2015, covering the fourth largest area in the period between 1991 and 2015. It remained large throughout the month, setting numerous daily records. At the time of its maximum it spread across 28.2 million square kilometres, which is an area larger than the North American continent. Last year, the hole peaked on September 11th, covering an area of 24.1 million square kilometres.
Depletion of the ozone layer above Antarctica was first detected during 1980s. The ozone hole forms and expands during the months of August and September due to high concentration of chlorine and bromine molecules in the stratosphere. These molecules are of man-made origin and their concentration in the Earth’s atmosphere was continually increasing during the early 1990s.
The scientists think this year’s hole expanded so much because of the unusually cold temperatures and weak dynamics in the Antarctic stratosphere this year.
The minimum thickness of the ozone layer at 101 Dobson units was recorded on October 4th. Before the Antarctic ozone hole developed, Dobson units (used to measure the overhead amount of atmospheric ozone) ranged between 250 and 350.
The ozone layer is extremely important to our planet, as it shields us from the dangerous ultraviolet radiation, which can cause skin cancer, cataracts, suppress immune systems and damage plants. This effect will be especially enhanced across Antarctica and the Southern Hemisphere over the coming months.
Source: NASA & NOAA.

Ozone

Image montrant les concentrations d’ozone au-dessus de l’Antarctique le 2 octobre 2015

(Source: NASA)

Des UV record sur l’altiplano bolivien // Record UVs on Bolivian altiplano

drapeau francaisSelon un rapport publié par plusieurs revues scientifiques, des chercheurs ont mesuré dans les Andes boliviennes le plus haut niveau de rayonnement ultraviolet jamais enregistré à la surface de la Terre.

Les mesures ont été effectuées dans l’hémisphère sud durant les étés 2003 et 2004 en utilisant des instruments conçus pour le réseau Eldonet (European Light Dosimeter Network).
Des dosimètres ont été déployés au sommet du volcan Licancabur (5917 mètres) et sur la Laguna Blanca (4340 mètres) toute proche. La combinaison du soleil de midi – près du zénith – ainsi que la haute altitude de ces sites produit des niveaux de rayonnement élevés car l’ozone est naturellement faible dans de tels endroits. Mais les intensités des rayons UV-B enregistrées (280-315 nm) sont sans précédent.

Un indice UV de 11 est considéré comme extrême et a atteint parfois jusqu’à 26 dans les localités de la région au cours des dernières années. Toutefois, le 29 décembre 2003, les scientifiques ont mesuré un indice de 43! A la plage, on peut rencontrer un indice de 8 ou 9 pendant l’été, ce qui est suffisant pour justifier la protection de la peau, mais mieux vaut ne pas être dehors si l’indice atteint 30 ou 40.

Le rayonnement intense a coïncidé avec d’autres circonstances qui ont pu contribuer à l’accroître, avec en particulier un amincissement de la couche d’ozone due probablement à l’augmentation des aérosols suite aux orages et incendies saisonniers dans la région. En outre, une grande éruption solaire a été observée deux semaines avant la mesure des UV les plus élevés. Des pointes ont continué à être enregistrées – mais à faible intensité – tout au long de la période d’instabilité solaire, et ont cessé par la suite. Si le lien entre la tempête solaire et le rayonnement  UV record n’est que circonstanciel, on sait que les particules émises lors d’un tel événement affectent la chimie atmosphérique et ont pu affecter la couche d’ozone.
Bien que ces événements ne soient pas directement liées au changement climatique, ce sont des sentinelles annonçant ce qui pourrait se produire si la couche d’ozone venait à s’amincir à l’échelle mondiale. Plus la couche d’ozone sera mince et instable, plus nous serons exposés à ce genre d’événement.

La forte exposition aux UV-B affecte négativement l’ensemble de la biosphère, et pas seulement les humains. Elle endommage l’ADN, affecte la photosynthèse, et diminue la viabilité des œufs et des larves. Pour ces raisons, il est important de surveiller de près les variations de niveaux des UV.
Même si ce record inquiétant est probablement le résultat d’une série d’événements, il pourrait se répéter car les facteurs qui l’ont causé ce ne sont pas rares. Cela signifie qu’un meilleur suivi de l’évolution de l’ozone dans cette région est nécessaire, d’autant plus que l’on se trouve dans une zone habitée

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drapeau anglaisAccording to a report published by several scientific magazines, researchers have measured in the Bolivian Andes the highest level of ultraviolet radiation ever recorded on the Earth’s surface.

The measurements were made in the southern hemisphere during the summer of 2003 and 2004, using instruments developed for the European Light Dosimeter Network (Eldonet).

Dosimeters were deployed on the summit of Licancabur volcano (5,917 metres) and at nearby Laguna Blanca (4,340 metres). The combination of a midday sun near the zenith, as well as the high elevation of these sites, produces higher irradiance levels because of naturally low ozone in such locations. But the recorded intensities of short-wavelength UV-B radiation (280 – 315 nm) are unprecedented.

A UV index of 11 is considered extreme, and has reached up to 26 in nearby locations in recent years. But on December 29th, 2003, the scientists measured an index of 43! If you’re at a beach, you might experience an index of 8 or 9 during the summer, intense enough to warrant protection. You simply do not want to be outside when the index reaches 30 or 40.

The intense radiation coincided with other circumstances that may have increased the UV flux, including ozone depletion by increased aerosols from both seasonal storms and fires in the area. In addition, a large solar flare occurred just two weeks before the highest UV fluxes were registered. Ultraviolet spikes continued to occur – albeit at lower intensity – throughout the period of solar instability, and stopped thereafter. While the evidence linking the solar event to the record-breaking radiation is only circumstantial, particles from such flares are known to affect atmospheric chemistry and may have increased ozone depletion.

While these events are not directly tied to climate change, they are sentinels of what could occur if ozone thins globally. The thinner and more unstable the ozone, the more prone we will be to this kind of event.

High UV-B exposure negatively affects the entire biosphere, not just humans. It damages DNA, affects photosynthesis, and decreases the viability of eggs and larvae. For these reasons, it is important to keep a close watch on UV flux levels.

While this unsettling record might be the result of a string of events, it could happen again because the factors that caused it are not rare. This means more monitoring of the ozone changes in these areas is necessary all the more as they are occurring in a populated area.

Licancabur-blog

Le volcan Licancabur et la Laguna Verde

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La Laguna Blanca

[Photos:  C.  Grandpey]