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Record de chaleur océanique en 2020 // Ocean heat hit record highs in 2020

Beaucoup de navigateurs ont profité du Vendée Globe pour récolter des informations précieuses sur les fonds marins. Ainsi, la navigatrice Alexia Barrier (à bord de TSE-4myplanet) avait emporté dans son bateau une multitude d’instruments, comme un dispositif permettant de mesurer en continue la température et la salinité de l’océan. Alexia a aussi déposé des balises, dans les océans Indien et Pacifique. Ils vont étudier la température de l’eau et les courants afin de cartographier l’océan. À Brest (Finistère), des scientifiques récupèrent ces données afin d’étudier les bouleversements climatiques.

Il y a de quoi s’inquiéter. Une nouvelle étude publiée en janvier 2021 montre que la température des océans a atteint des niveaux record en 2020. C’est la deuxième année consécutive marquée par un record de chaleur océanique. Il ne faudrait pas oublier que plus de 90% de l’excès de chaleur dû au réchauffement climatique est absorbé par les océans. Le réchauffement des océans reflète donc en grande partie le déséquilibre énergétique de la Terre.

En 2020, le contenu en chaleur de l’océan entre 0 et 2000 mètres a de nouveau battu un record pour atteindre un niveau sans précédent depuis le début de l’ère instrumentale. Le record avait déjà été battu en 2017 et en 2019.

Le réchauffement à long terme de l’océan fournit un aperçu des changements à venir en raison de l’inertie thermique des océans. L’augmentation du contenu thermique des océans et l’élévation du niveau de la mer, principalement par expansion thermique et fonte de la glace sur la terre, sont des témoins majeurs du changement climatique. On sait déjà que de nombreuses régions littorales seront exposées aux tempêtes, aux vagues de submersion, aux inondations, et ne seront plus habitables.

Voici quelques données qui en disent long sur la situation actuelle :

Sur la période 1960-2020, 40.3%, de la chaleur a été stockée entre 0 et 300 mètres, 21.6% entre 300 et 700 mètres, 29.2% entre 700 et 2000 mètres, 8.9% entre 2000 mètres et le fond de l’océan.

Avant 1992, le réchauffement de l’océan profond peut être considéré comme négligeable.

Par rapport à la période 1981-2010, le réchauffement concerne quasiment toutes les régions du globe avec des taux plus élevés dans l’Atlantique nord et sud (sauf au sud-est du Groenland) et dans certaines zones du Pacifique, des Océans Indien et Austral.

Sur le long terme, le réchauffement est plus ou moins important selon les régions.

Dans l’Atlantique Nord tropical, où les ouragans se produisent et se développent, les augmentations thermiques sont très significatives depuis le début des mesures.

La mer Méditerranée est clairement affectée par le réchauffement climatique avec une hausse importante depuis 2010.

Dans le nord de l’océan Indien, le réchauffement est abrupt depuis 2000.

L’Océan Austral connaît un réchauffement continu depuis le début les années 1960.

Le réchauffement plus marqué des océans dans les couches supérieures par rapport aux eaux profondes a provoqué une augmentation de leur stratification au cours des 50 dernières années. Ensuite, tout s’enchaîne. Avec une stratification accrue, la chaleur du réchauffement climatique pénètre moins efficacement dans l’océan profond, ce qui contribue à un réchauffement supplémentaire de la surface. Il s’ensuit une réduction de la capacité de l’océan à stocker du carbone, ce qui exacerbe le réchauffement de la surface de la planète. En outre, le réchauffement climatique entrave les échanges verticaux de nutriments et d’oxygène, avec pour conséquence un impact sur l’approvisionnement alimentaire de l’ensemble des écosystèmes marins.

Source : France Info, global-climat.

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Many sailors have taken advantage of the Vendée Globe to gather valuable information on the seabed. Thus, Alexia Barrier (aboard TSE-4myplanet) had taken in her boat a multitude of instruments, such as a device for continuously measuring the temperature and salinity of the ocean. Alexia has also left beacons in the Indian and Pacific Oceans. They will study the water temperature and the currents in order to map the ocean. In Brest (Finistère), scientists are collecting this data in order to study climate change.

There is cause for concern. A new study published in January 2021 shows that ocean temperatures reached record highs in 2020. This is the second year in a row marked by a record high ocean heat. It should not be forgotten that more than 90% of the excess heat due to global warming is absorbed by the oceans. The warming of the oceans therefore largely reflects the energy imbalance of the Earth.

In 2020, the heat content of the ocean between 0 and 2,000 metres again broke a record and reached a level never seen since the beginning of the instrumental era. The record had already been broken in 2017 and 2019.

The long-term warming of the ocean provides a glimpse of the changes to come due to the thermal inertia of the oceans. The increasing heat content of the oceans and the rise in sea level, mainly through thermal expansion and melting ice on land, are major evidence to climate change. We already know that many coastal regions will be exposed to storms, submersion, floods, and will no longer be habitable.

Here is some data that says a lot about the current situation:

Over the period 1960-2020, 40.3% of the heat was stored between 0 and 300 metres, 21.6% between 300 and 700 metres, 29.2% between 700 and 2000 metres, 8.9% between 2000 metres and the ocean floor .

Before 1992, the warming of the deep ocean can be considered negligible.

Compared to the period 1981-2010, warming affects almost all regions of the globe with higher rates in the North and South Atlantic (except south-eastern Greenland) and in certain areas of the Pacific, of the Indian and Southern Oceans.

In the long term, the warming is more or less significant, depending on the region. In the tropical North Atlantic, where hurricanes occur and develop, thermal increases have been very significant since the start of measurements.

The Mediterranean Sea is clearly affected by global warming with a significant increase since 2010.

In the northern Indian Ocean, warming has been steep since 2000.

The Southern Ocean has experienced continuous warming since the early 1960s.

The greater warming of the oceans in the upper layers compared to the deep ones has caused an increase in their stratification over the past 50 years. Then it all comes together. With increased stratification, the heat of global warming penetrates less efficiently into the deep ocean, which contributes to further warming of the surface. The result is a reduction in the ocean’s capacity to store carbon, which exacerbates the warming of the planet’s surface. In addition, global warming hampers the vertical exchange of nutrients and oxygen, with consequent impact on the food supply of all marine ecosystems.

Source: France Info, global-climat.

Evolution du réchauffement des différentes couches océaniques [en zettajoules (ZJ =1021 Joules] au cours des 6 dernières décennies (Source : global-climat)

https://global-climat.com/

La dernière glace de mer // The last sea ice

Quand on regarde des photos de l’Arctique prises depuis l’espace, on remarque de belles structures en forme d’arches sculptées dans la glace de mer. Elles se forment dans un chenal étroit, le Détroit de Nares, qui sépare l’archipel canadien du Groenland.

Lorsque ces amas de glace descendent vers le sud en empruntant ce passage étroit, ils entrent en collision avec le littoral et forment un barrage qui joue un rôle de verrou. En effet, les contraintes se trouvent réparties tout au long de cette arche de glace et cela la rend très stable.

Au cours des dernières années, ces structures en forme d’arche ont perdu de leur force avec le réchauffement du climat dans l’Arctique. Elles se sont amincies, ce qui n’est pas une bonne nouvelle pour la conservation de toute la glace de mer dans la région sur le long terme.

Juste au nord du Détroit de Nares se trouve la Mer de Lincoln, qui héberge certaines des glaces de mer les plus anciennes et les plus épaisses de l’Océan Arctique. Cette glace est censée être la dernière à disparaître au moment où, comme le prédisent les modèles informatiques, l’Arctique deviendra libre de glace pendant les mois d’été au cours de ce siècle.

Cette très vieille glace peut disparaître de deux manières: elle peut fondre sur place suite à la hausse des températures, ou bien elle peut s’échapper dans l’océan. C’est ce qui se passe dans le Détroit de Nares. Les arches de glace qui se trouvent dans ce chenal de 40 km de large agissent comme une sorte de soupape sur l’amas de glace de mer qui est poussé hors de l’Arctique par les courants et les vents. Lorsqu’elles sont bien ancrées, généralement à partir du mois de janvier, les arches font obstacle au passage de la glace, même si une partie de la glace de mer arrive à s’échapper de l’Arctique via le Détroit de Fram, entre l’est du Groenland et le Svalbard.

Le problème est que les images satellites montrent que ces arches de glace deviennent des barrières moins robustes. Elles se forment pendant des périodes plus courtes, alors que la quantité de glace en passe d’emprunter le Détroit de Nares augmente de plus en plus.

La durée de vie moyenne des arches de glace diminue d’environ une semaine chaque année. Elles se maintenaient pendant 200 à 250 jours alors que maintenant elles résistent pendant 100 à 150 jours. Entre la fin des années 1990 et le début des années 2000, environ 42 000 kilomètres carrés de glace ont disparu chaque année dans le Détroit de Nares, et cette disparition atteint aujourd’hui 86 000 km2.

Les glaciologues expliquent qu’il faudrait que la plus vieille glace de l’Arctique persiste le plus longtemps possible. Si les objectifs de l’Accord de Paris sur le climat peuvent être atteints et si le réchauffement climatique peut être réduit, voire inversé, à ce moment là, la très vieille glace, très épaisse, retenue au nord du Canada et du Groenland pourra «ensemencer» la glace de mer nouvellement formée. De plus, la zone de glace la plus ancienne et la plus épaisse pourra servir de refuge aux espèces comme les ours polaires, les morses et les phoques qui dépendent de la glace de mer flottante pour leur mode de vie.

Ce qui inquiète les scientifiques, c’est que cette dernière zone de glace pourrait ne pas se maintenir en place très longtemps. Si cette glace âgée de cinq, six, voire 10 ans; vient à disparaître, il lui faudra beaucoup de temps pour se reconstituer, même si la planète parvient finalement à se refroidir.

Source: BBC, Nature Communications.

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If you observe images of the Arctic as seen from from space, you can see some beautiful arch-like structures sculpted out of sea-ice. They form in a narrow channel called Nares Strait, which divides the Canadian archipelago from Greenland.

As ice floes funnel southward down this narrow passage, they collide with the coastline to form a dam, and then everything comes to a standstill. Indeed, the stress is distributed all along the arch and this makes it very stable.

Over the past years, these arch-like structures have been weakened in the warming Arctic climate. They are thinning and losing their strength, and this is not good news for the long-term retention of all sea-ice in the region.

Directly to the north of Nares Strait is the Lincoln Sea which harbours some of the oldest, thickest sea ice in the Arctic Ocean. This ice is supposed to be the last to disappear when, as computer models predict, the Arctic becomes ice-free during summer months sometime this century.

This very old ice can disappear in two ways: It can be melted in place in the rising temperatures or it can be exported. It is this second mode that is taking place in Nares Strait.

The 40-km-wide channel’s arches act as a kind of valve on the amount of sea-ice that can be pushed out of the Arctic by currents and winds. When they are stuck solidly in place, usually from January onwards, the arches shut off all transport although some of the sea-ice can still be exported from the Arctic via the Fram Strait between eastern Greenland and Svalbard.

The problem is that satellite images are showing that these structures are becoming less reliable barriers. They are forming for shorter periods of time, and the amount of ice allowed to pass through the Nares Strait is therefore increasing as a consequence.

The average duration of the ice arches is decreasing by about a week every year. They used to last for 250-200 days and now they last for 150-100 days. In the late 1990s to early 2000s, about 42,000 square kilometres of ice disappeared every year through Nares Strait; and it has now doubled:to 86,000 sq km.

Glaciologists say we need to hang on to the oldest ice in the Arctic for as long as possible.

If the world manages to implement the ambition of the Paris climate agreement and global warming can be curtailed and reversed, then it is the thickest ice retained along the top of Canada and Greenland that will « seed » the rebound in the frozen floes. Moreover, the area of oldest, thickest ice is going to be an important refuge for the species like polar bears, walruses and seals that depend on the floating floes for their way of life.

What worries scientists is that this last ice area may not last for long. This is ice that is five, six, even 10 years old; so if it disappears, it will take a long time to replenish even if the planet eventually manages to get cooler.

Source : The BBC, Nature Communications.

Formation et rupture d’une arche de glace dans le Détroit de Nares vues depuis l’espace (Source : Copernicus)

Changement des « normales » de température

L’information est passée relativement inaperçue vu qu’en se moment les médias consacrent la quasi totalité de leurs informations à la pandémie de Covid-19.

La nouvelle est pourtant d’importance et risque de modifier notre ressenti des températures et du changement climatique. Les « normales » qui servent à représenter le climat dans lequel nous vivons sont en passe d’être modifiées. Elles sont calculées sur 30 ans et mises à jour toutes les décennies.

À partir de cette année 2021, tous les services météorologiques en Europe et dans le monde vont ainsi lancer une opération de re-calcul de ces « normales ». L’opération s’étalera sur une année. Les nouvelles « normales » correspondant à la période 1991-2020 seront utilisées à la fin de ce processus.

Les premières « normales » en France ont été établies en 1900. Leur calcul concerne toutes les variables du climat (température, précipitation, vent, ensoleillement …), mais aussi de nombreux indicateurs illustrant la distribution statistique de ces paramètres.

Les normales 1981-2010 sont représentatives du climat moyen sur une période autour des années 1990 et ne représentent plus le climat « actuel » dans le contexte du réchauffement climatique, notamment en matière de température.
Obéissant aux règles dictées par l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM), Météo-France entreprend donc une opération de mise à jour des normales de référence sur la période 1991-2020. Cette opération  conduira, début 2022, à une publication de nouvelles données de référence sur le climat.

La nouvelle période de référence 1991-2020 englobe ainsi des épisodes et des valeurs record, jamais observés dans les normes climatiques précédentes. Ainsi, 2020 en France a été l’année la plus chaude jamais mesurée en France. En 2019, les vagues de chaleurs exceptionnelles ont provoqué des températures inédites de 46°C dans le sud de la France…

En termes de moyenne calculée sur 30 ans, la nouvelle normale de température calculée sur la période 1991-2020 en France s’établit pratiquement à 13°C (12,97°C) en hausse de 0,41°C par rapport à 1981-2010.

Depuis 1900, la température moyenne en France s’est réchauffée de 1,7 °C.

Chaque décennie depuis 1970 est plus chaude que la précédente. Ces dix dernières années, la période 2011-2020, la hausse atteint 0,59°C et marque la plus forte progression observée entre deux décennies en France depuis 1900. Avec la hausse des températures, le Paris actuel a le climat du Bordeaux des années 1970 et Strasbourg celui de l’ancien Lyon !

Source : Météo France.

Cette nouvelle approche des  » normales  » peut avoir une influence sur le ressenti des températures par la population. Dans les années 1950-1960, on parlait d’un froid « glacial » quand le thermomètre descendait à -10°C. Aujourd’hui, les médias qualifient de « glaciale » une température qui flirte avec le 0°C. Les temps ont vraiment changé !!

Evolution des normales en France en valeur absolue de température moyenne (Source : Météo-France)

Faut-il s’attendre à un réchauffement stratosphérique soudain ? // Should we expect a Sudden Stratospheric Warming ?

Un réchauffement stratosphérique soudain (en anglais Sudden Stratospheric Warming ou SSW) est un phénomène météorologique pendant lequel le vortex polaire dans l’hémisphère hivernal voit ses vents généralement d’ouest ralentir ou même s’inverser en quelques jours. Un tel phénomène va rendre le vortex plus sinueux, voire le rompre. Le changement est dû à une élévation de la température stratosphérique de plusieurs dizaines de degrés au-dessus du vortex. Elle grimpe très rapidement, passant de -70/-80°C à -10/-20°C degrés (soit une élévation d’une soixantaine de degrés en quelques jours).  Pour rappel, la stratosphère est le couche atmosphérique située au dessus de celle où nous vivons – la troposphère – à une altitude située entre 10 et 50 km environ.

Durant un hiver habituel dans l’hémisphère nord, plusieurs événements de réchauffement mineur stratosphérique se produisent, avec un événement majeur se produisant environ tous les deux ans. Dans l’hémisphère sud, les SSW semblent moins fréquents et moins bien compris.

En conséquence, un réchauffement stratosphérique soudain et ses implications pour le vortex polaire peuvent avoir de sérieuses conséquences sur le climat de nos latitudes. L’air froid peut se retrouver piégé dans le jet stream (frontière entre l’air froid polaire et de l’air doux des tropiques) et être décalé jusqu’à nos latitudes, dans des régions peu habituées à un froid glacial, comme ce fut le cas en mars 2018 en Europe ou en février 2012 en France. Ces épisodes de SSW ne semblent toutefois pas avoir de relation avec le réchauffement climatique actuel ; ce sont de simples événements climatiques ponctuels.

Selon les météorologistes, il semble qu’un réchauffement stratosphérique soudain soit en préparation actuellement, avec un impact sur les conditions climatiques de l’hémisphère nord vers la mi-janvier avec l’arrivée d’un temps sec mais particulièrement froid à cause du blocage des hautes pressions par le vortex. Selon les météorologues, ces conditions froides devraient surtout affecter l’Europe du Nord et le Royaume Uni, alors que les conditions climatiques seront plus douces, humides et venteuses dans le sud de l’Europe.

La France devrait donc se trouver dans la zone tampon, avec des températures certes plus froides, mais pas extrêmement basses. De telles conditions semblent favorables à des chutes de neige.

Ces prévisions demandent toutefois confirmation et sont en grande partie régies par le comportement du vortex polaire, selon qu’il reste uniforme ou se brise en plusieurs morceaux.

Source: Météo France,The Weather Channel, The Watchers.

En cliquant sur ce lien, vous aurez une très bonne explication (en anglais) du réchauffement stratosphérique soudain et du comportement du vortex polaire.

https://youtu.be/VnlFFaF_l7I

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 A Sudden Stratospheric Warming (SSW) is a meteorological phenomenon during which the polar vortex in the winter hemisphere sees its generally westerly winds slow down or even reverse within a few days. Such a phenomenon will make the vortex more sinuous, or even break it. The change is due to a rise of several tens of degrees in stratospheric temperature above the vortex. It climbs very quickly, going from -70 / -80 ° C to -10 / -20 ° C degrees (an increase of about sixty degrees in a few days). As a reminder, the stratosphere is the atmospheric layer located above the one where we live – the troposphere – at an altitude between 10 and 50 km approximately.

During a typical winter in the northern hemisphere, several minor stratospheric warming events occur, with one major event occurring approximately every two years. In the southern hemisphere, SSWs appear to be less frequent and less well understood.

As a result, sudden stratospheric warming and its implications for the polar vortex can have serious consequences for the climate of our latitudes. Cold air can get trapped in the jet stream (border between cold polar air and mild tropical air) and be shifted to our latitudes, in regions not used to freezing cold, like this was the case in March 2018 in Europe or in February 2012 in France. However, these episodes of SSW do not seem to have any relation to current global warming; they are simple one-off climatic events.

According to meteorologists, it seems that a sudden stratospheric warming is in preparation now, with an impact on the weather conditions of the northern hemisphere around mid-January with the onset of dry but particularly cold weather due to the blockage of high pressures by the vortex. According to meteorologists, these cold conditions should mainly affect northern Europe and the United Kingdom, while the weather will be milder, wetter and windy in southern Europe. France should therefore be in the buffer zone, with temperatures certainly colder, but not extremely low. Such conditions seem favorable for snowfall.

These predictions require confirmation, however, and are largely governed by the behaviour of the polar vortex, whether it remains uniform or shatters into several pieces.

Source: Météo France,The Weather Channel, The Watchers.

By clicking on this link, you will get a very good explanation of the Sudden Stratospheric Warming and the behaviour of the polar vortex :

https://youtu.be/VnlFFaF_l7I

 Variables de comportement du vortex polaire dans l’hémisphère nord : stable, décalé, rompu  (Source: Met Office)