Étiquette : réchauffement

Le CO2 de la toundra, un autre sujet d’inquiétude // CO2 in the tundra, another area of concern

Au cours de ma conférence « Glaciers en péril », j’explique que l’on a beaucoup négligé jusqu’à aujourd’hui les conséquences de la fonte du permafrost – ou pergélisol – arctique sur le réchauffement climatique.

Une étude effectuée par une équipe internationale de scientifiques et publiée dans Nature Climate Change nous apprend que le sol de l’Arctique s’est réchauffé au point de libérer plus de carbone en hiver que les plantes nordiques peuvent en absorber en été. La toundra recouvre une grande partie de l’Arctique, que se soit en Sibérie, au Canada ou en Alaska. Elle représente un gigantesque réservoir qui contient nettement plus de carbone que ce qu’on trouve déjà dans l’atmosphère. Avec le réchauffement climatique, la toundra est en passe de devenir une source des gaz à effet de serre responsables du changement climatique.

Les auteurs de l’étude ont installé des détecteurs de dioxyde de carbone (CO2) sur le sol dans plus de 100 sites autour de l’Arctique et ont effectué plus d’un millier de mesures. Ils ont découvert que la quantité de carbone libérée pat le permafrost était beaucoup plus importante que prévu. Les résultats montrent que les émissions de CO2 – 1,7 milliard de tonnes par an – sont environ deux fois plus élevées que les estimations précédentes.

On pense que les plantes arctiques absorbent un peu plus d’un milliard de tonnes de gaz de l’atmosphère chaque année pendant la saison de croissance. Le résultat net est que les sols arctiques dans le monde rejettent probablement déjà plus de 600 millions de tonnes de CO2 par an.

Si la situation n’évolue pas, les émissions du sol nordique seraient susceptibles de libérer 41 % de carbone supplémentaire d’ici la fin du siècle. Or, l’Arctique se réchauffe déjà trois fois plus vite que le reste du monde. Selon la dernière étude, même si des efforts importants d’atténuation sont déployés, ces émissions augmenteront de 17 %.

Les chercheurs n’ont pas mesuré le méthane, un gaz à effet de serre environ qui est 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone et qui est également rejeté par le sol. On se souvient que de puissantes explosions de méthane ont creusé de spectaculaires cratères au cœur de la Sibérie.

Source : Presse canadienne.

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During my « Glaciers at Risk » conference, I explain that the consequences of the melting Arctic permafrost on global warming have been largely neglected.
A study conducted by an international team of scientists and published in Nature Climate Change tells us that Arctic soil has warmed to the point of releasing more carbon in winter than northern plants can absorb in summer. The tundra covers a large part of the Arctic, whether in Siberia, Canada or Alaska. It is a huge reservoir that contains significantly more carbon than is already found in the atmosphere. With global warming, the tundra is becoming a source of the greenhouse gases responsible for climate change.
The authors of the study installed carbon dioxide (CO2) detectors on the ground in more than 100 sites around the Arctic and made more than a thousand measurements. They discovered that the amount of carbon released from permafrost was much higher than expected. The results show that CO2 emissions – 1.7 billion tonnes per year – are about twice as high as previous estimates.
Arctic plants are thought to consume just over one billion tonnes of gas from the atmosphere each year during the growing season. The net result is that Arctic soils worldwide probably already emit more than 600 million tons of CO2 a year.
If the situation does not change, northern soil emissions could release 41% more carbon by the end of the century. The Arctic is already warming three times faster than the rest of the world. According to the latest study, even if significant mitigation efforts are made, these emissions will increase by 17%.
The researchers did not measure methane, a greenhouse gas that is about 30 times more powerful than carbon dioxide and is also released from the ground. One should remember that powerful explosions of methane have dug spectacular craters in the heart of Siberia.
Source: Canadian Press.

Vues de la toundra en Alaska (Photos: C. Grandpey)

Glace et climat: Encore des mauvaises nouvelles // Climate and ice: More bad news

Pour la huitième fois d’affilée, octobre 2019 se classe à la deuxième place de l’archive NCEP-NCAR qui remonte à 1948. Avec +0,68°C au-dessus de la moyenne 1981-2010, le mois est le 2ème plus chaud, juste derrière 2015 (+0,76°C). De manière désormais quasi-systématique, les années post-2010 se trouvent en haut du classement.
Une mauvaise nouvelle n’arrivant jamais seule, on apprend également que le déclin de la couverture de glace de mer dans l’Arctique se confirme. D’après le National Snow and Ice Data Center (NSIDC), l’étendue moyenne de la glace de mer en octobre 2019 a été la plus basse jamais enregistrée. Elle couvre seulement 5,66 millions de km², le niveau plus bas pour ce mois depuis les 41 années d’enregistrements par satellite. C’est probablement aussi le plus bas relevé depuis 1850, si l’on se base sur les archives des scientifiques, des journaux, des navires, puis des avions collectées et analysées par le NSIDC.

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For the eighth time in a row, October 2019 ranks second in the NCEP-NCAR archive, which dates back to 1948. With + 0.68°C above the 1981-2010 average, the month is the second warmer, just behind 2015 (+ 0.76°C). Now almost systematically, the post-2010 years are at the top of the ranking.
As bad news never comes alone, we also learn that the decline of sea ice cover in the Arctic is confirmed. According to the National Snow and Ice Data Center (NSIDC), the average extent of sea ice in October 2019 was the lowest ever recorded. It only covers 5.66 million km², the lowest level for this month since the 41 years of satellite recordings. It is probably also the lowest since 1850, based on the archives of scientists, newspapers, ships, and aircraft collected and analyzed by NSIDC.

Les fluctuations saisonnières de la Courbe de Keeling // Seasonal fluctuations of the Keeling Curve

En voyant la courbe de Keeling telle qu’elle apparaissait dans ma note du 5 novembre 2019, plusieurs blogonautes m’ont demandé pourquoi la courbe montrait des fluctuations. La réponse est assez simple: la quantité de CO2 dans l’atmosphère varie au cours d’une année. Il ne faudrait pas oublier que les plantes absorbent plus de CO2 dans l’atmosphère pendant les mois les plus chauds où elles poussent le plus. Cela entraîne une diminution sensible des concentrations de CO2 dans l’atmosphère.
L’activité photosynthétique étant la cause des fluctuations saisonnières du CO2, les fluctuations sont plus marquées dans les régions où le nombre de plantes est plus important. Par exemple, au début des années 1990, Keeling avait remarqué que la fluctuation saisonnière du CO2 à Barrow, dans le nord de l’Alaska, était plus importante qu’au début de ses mesures.

Après la chute des feuilles à l’automne, la couche de feuilles mortes et d’autres matières végétales se décompose tout au long de l’hiver grâce à l’action des microbes. Au cours de cette décomposition, les microbes respirent et produisent du CO2, contribuant ainsi à l’élévation du niveau de CO2 atmosphérique. C’est pourquoi le CO2 dans l’atmosphère augmente régulièrement au cours de l’hiver.

Au printemps, les feuilles font leur réapparition sur les arbres et la photosynthèse s’intensifie considérablement, ce qui entraîne une diminution du CO2 dans l’atmosphère. Ce décalage entre les mois d’automne et d’hiver, entre le printemps et l’été, résulte en un schéma en dents de scie sur la courbe de Keeling. Chaque année, on observe une diminution du CO2 pendant les mois de photosynthèse des plantes terrestres et une augmentation du CO2 les mois sans quantités de photosynthèse et avec une décomposition significative.

Le mois de mai marque le tournant entre les décompositions qui ont lieu pendant les mois d’hiver et l’épanouissement de la photosynthèse qui survient avec le retour des feuilles aux arbres au printemps. Les mesures du CO2 effectuées dans le monde reflètent ce schéma de concentration maximale de CO2 à chaque mois de mai, quel que soit le niveau de ce pic de dioxyde de carbone.

Quand on est au printemps et en été dans l’hémisphère nord, on se trouve en automne et en hiver dans l’hémisphère sud. On peut se demander pourquoi les épisodes de photosynthèse ne s’annulent pas. D’une part, le mélange entre les hémisphères est trop lent pour provoquer une interaction significative entre leurs deux cycles. Il faut environ un an pour que l’air se mélange entre les hémisphères nord et sud. Le mélange dans chaque hémisphère, au contraire, ne dure que quelques semaines à quelques mois. C’est pourquoi un cycle similaire est observé dans toutes les stations d’observation de la Scripps Institution de l’hémisphère Nord, quelle que soit leur latitude. En outre, l’hémisphère nord compte beaucoup plus de terres, en particulier avec les vastes étendues forestières de Sibérie, alors que l’hémisphère sud est essentiellement occupé par l’océan. Toutefois, en raison de la lenteur du brassage, même s’il y avait autant de terres dans l’hémisphère sud que dans son homologue du nord, le cycle de la courbe de Keeling sur le Mauna Loa à Hawaii ne serait pas très différent.

Pour terminer, alors que la photosynthèse dans l’océan est également extrêmement importante pour la chimie de l’atmosphère, cette photosynthèse marine n’influe pas sur le pic annuel de CO2 atmosphérique car peu de ce CO2 est rejeté dans l’atmosphère.

Cela ne signifie pas que tout le pic de CO2 visible sur la courbe de Keeling dépend uniquement de la Sibérie. Bien que la Sibérie soit importante car elle abrite la plus grande superficie de forêts boréales et tempérées qui régissent le cycle saisonnier, les échanges de dioxyde de carbone en Amérique du Nord jouent également un rôle très important dans le cycle de CO2 mesuré sur le Mauna Loa.
Source: Scripps Institution of Oceanography.

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Seeing the Keeling Curve, several visitors of my blog have asked me why the curve fluctuates. The answer is quite simple: The amount of CO2 in the atmosphere varies over the course of a year. As a result, plants take more CO2 out of the atmosphere during the warm months when they are growing the most. This can lead to noticeably lower CO2 concentrations in the atmosphere.

Because photosynthetic activity is the cause of seasonal CO2 swings, regions with more plants will experience larger fluctuations. By the early 1990s, Keeling had noticed that the seasonal CO2 fluctuation at Barrow in northern Alaska was larger than when he started his measurements.

After the leaves on the trees drop in autumn, the leaf litter and other dead plant material break down throughout the winter thanks to the hard work of microbes.  During this decomposition, microbes respire and produce CO2, contributing to atmospheric CO2 levels in the process.  Thus over the course of the winter, there is a steady increase in CO2 in the atmosphere.

In the spring, leaves return to the trees and photosynthesis increases dramatically, drawing down the CO2 in the atmosphere.  This shift between autumn and winter months to the spring and summer results in the sawtooth pattern of the Keeling Curve measurement of atmospheric CO2 such that every year there is a decline in CO2 during months of terrestrial plant photosynthesis and an increase in CO2 in months without large amounts of photosynthesis and with significant decomposition.

May is the turning point between all the decomposition throughout the winter months and the burst of photosynthesis that occurs with the return of leaves to the trees in spring. CO2 measurements all over the globe reflect this pattern of peak CO2 concentration occurring each May, regardless of the level of that peak.

While it is spring and summer in the Northern Hemisphere, it is autumn and winter in the Southern Hemisphere. We may wonder why these signals of photosynthesis and respiration do not cancel one another out.  For one thing, the mixing between the hemispheres is too slow to cause much interaction between their two cycles.   It takes roughly a year for the air to mix between the Northern and Southern hemispheres.   The mixing within each hemisphere, in contrast is only weeks to months.  This is why a similar cycle is seen at all our Northern Hemisphere observing stations regardless of their latitude. Besides, there is a much larger amount of land in the Northern Hemisphere, particularly with huge forested areas in Siberia, while the Southern Hemisphere is dominated by ocean, but because of the slow mixing, even if there were as much land in the south, the Keeling Curve cycle on Hawaii Mauna Loa would not look very different.

At last, while photosynthesis in the ocean is also extremely important to atmospheric chemistry, this marine photosynthesis does not drive the annual peak in atmospheric CO2 because little of the CO2 goes into the atmosphere.

This does not mean that the entire peak depends on Siberia alone.  While Siberia is important because it is home to the largest area of boreal and temperate forests that drive the seasonal cycle, carbon dioxide exchange over North America is also very important to the cycle measured at Mauna Loa.

Source : Scripps Institution of Oceanography.

Vue d’ensemble de la Courbe de Keeling

(Source : Scripps Institution)

 

Le Groenland, une caverne d’Ali Baba! // Greenland, an Ali Baba’s Cave !

Tout le monde s’est moqué du Président Trump lorsqu’il a laissé entendre que les États-Unis pourraient être intéressés par l’achat du Groenland. Comme je l’ai déjà écrit, ce n’était pas la première fois qu’un président américain émettait une telle idée. En y réfléchissant, la suggestion de Trump n’était pas aussi stupide qu’elle en a l’air. Alors que la hausse des températures fait reculer la banquise, l’Arctique est en train d’acquérir une nouvelle importance géopolitique et économique et les États-Unis ne sont pas les seuls à vouloir se partager le gâteau. La Russie, la Chine et d’autres pays s’intéressent aux ressources potentielles de la région
Le Groenland est parfois décrit comme une Caverne d’Ali Baba, avec une profusion de pétrole, de gaz naturel et de minéraux rares qui ne demande qu’à être exploitée au fur et à mesure que la glace disparaît. Au moment où la fonte de la glace ouvre des voies de navigation et révèle des richesses incroyables, la région est considérée comme un nouvel atout géopolitique et économique. Un Groenland indépendant pourrait, par exemple, offrir des bases à la Russie et / ou à la Chine. Si l’île devenait un territoire semi-autonome du Danemark, cela aurait des conséquences géostratégiques majeures, en particulier si le passage du Nord-Ouest devenait une voie de transit pour la navigation, comme c’est le cas dans l’Arctique russe.
En avril, le président russe Vladimir Poutine a présenté un ambitieux programme visant à réaffirmer la présence de son pays dans l’Arctique ; il prévoit notamment la construction de ports et d’autres infrastructures et le développement de la flotte de brise-glace. La Russie veut s’implanter dans la région qui détient jusqu’à un quart du pétrole et du gaz naturel non encore exploités sur la planète.
La Chine est intéressée par le Groenland pour ses ressources en minéraux rares et parce que l’île pourrait être une base portuaire permettant des expéditions à travers l’Arctique vers l’est des Etats Unis. L’an dernier, la Chine a déjà encouragé le développement d’une « Route de la soie polaire » dans le cadre de l’Initiative de Beijing pour la construction de voies ferrées, de ports et autres infrastructures dans des dizaines de pays.
Alors que le réchauffement climatique fait reculer la glace et le froid vers le nord un peu plus chaque année, les scientifiques soulignent que la course vers l’Arctique sera un marathon long et difficile, et surtout pas une course de vitesse. La fonte de la calotte glaciaire du Groenland va générer de nombreux obstacles à l’exploitation des ressources pétrolières et gazières en mer, car les plates-formes de forage et les navires seront en permanence sous la menace des icebergs.
En revanche, si l’exploitation minière au Groenland coûtait cher jusqu’à présent à cause de l’environnement, les coûts de développement ont diminué avec la fonte de la glace, ce qui rend l’île beaucoup plus attrayante pour les acheteurs potentiels,
Source: Médias américains.

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Everybody laughed at President Trump when he suggested the United States might be interested in buying Greenland. As I put it before, this was not the first time a US president had emitted such an idea. Thinking about it, Trump’s suggestion was not as stupid as it seems. As warmer temperatures cause the ice to retreat, the Arctic region is taking on new geopolitical and economic importance, and not just the United States hopes to stake a claim; Russia, China and other nations are eyeing the Arctic’s potential resources.

Greenland is sometimes described as an Aladdin’s Cave of oil, natural gas and rare earth minerals just waiting to be tapped as the ice recedes. As melting ice opens shipping lanes and reveals incredible riches, the region is seen as a new geopolitical and economic asset. An independent Greenland could, for example, offer basing rights to either Russia or China or both. Should the island become a semi-autonomous territory of Denmark, it would have major geostrategic implications, especially if the Northwest Passage becomes a transit route for shipping, which is what is happening in the Russian Arctic.

In April, Russian President Vladimir Putin put forward an ambitious program to reaffirm his country’s presence in the Arctic, including efforts to build ports and other infrastructure and expand its icebreaker fleet. Russia wants to stake its claim in the region that is believed to hold up to one-fourth of the Earth’s undiscovered oil and gas.

China sees Greenland as a possible source of rare earths and other minerals and a port for shipping through the Arctic to the eastern U.S. It called last year for joint development of a « Polar Silk Road » as part of Beijing’s Belt and Road Initiative to build railways, ports and other facilities in dozens of countries.

But while global warming pushes the cold and ice farther north each year, experts caution that the race to the Arctic is an incredibly challenging marathon, not a sprint. The melting of the Greenland ice sheet creates uncertainty and danger for offshore oil and gas developers, threatening rigs and ships with all the icebergs they have to navigate around.

On the other hand, while mining in Greenland has been expensive due to the environment, development costs have fallen as the ice has melted, making it more attractive to potential buyers,

Source: US news media.

Les ressources énergétiques et minières du Groenland en 2014 (Source : La documentation française)