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Réchauffement climatique et stratification des océans // Climate change and ocean stratification

Vous ne vous en rendez pas compte quand vous faites trempette dans l’Océan Atlantique ou la Mer Méditerranée, mais les océans et les mers de la planète sont devenus plus stratifiés et plus stables au cours des dernières décennies à cause du réchauffement climatique.

Il faut savoir que les océans présentent une stratification verticale selon trois couches principales : 1) eaux de surface, 2) thermocline, et 3) eaux profondes. La thermocline est la couche d’eau qui organise la transition entre les deux autres couches.

L’augmentation de la stratification des océans est importante. D’une part, elle a des conséquences majeures pour la vie dans l’océan en réduisant les échanges de nutriments et d’oxygène. D’autre part, la stratification est une rétroaction positive qui risque en retour d’aggraver le réchauffement climatique.

Une nouvelle étude publiée dans  Nature Climate Change  montre que l’océan mondial est devenu plus stratifié, ce qui implique des différences de densité, avec une eau plus chaude, plus légère et moins salée qui se superpose à une eau plus lourde, plus froide et plus salée. Le mélange entre ces couches se produit lorsque la chaleur s’infiltre lentement plus profondément dans l’océan, phénomène qui se combine à l’action des courants, des vents et des marées. Le problème, c’est que plus la différence de densité entre les couches est grande, plus le mélange est lent et difficile et plus l’océan devient stratifié et stable.

La densité de l’eau de mer ne dépend pas seulement de la température ; elle dépend aussi de la salinité. L’eau douce est plus légère que l’eau salée, et la fonte des glaces entraîne une accumulation d’eau douce et légère à la surface, en particulier aux latitudes plus élevées.

Cette configuration stratifiée stable agit comme une barrière. Elle tend à empêcher le mélange avec des eaux froides plus profondes. Cela a donc un impact sur l’efficacité des échanges verticaux de chaleur, de carbone, d’oxygène et d’autres constituants.

La dernière étude montre que la stratification de l’océan a augmenté de 5,3% depuis 1960 pour les 2000 m supérieurs. De 1960 à 2018, les données IAP (Institute of Atmospheric Physics) montrent un renforcement de la stratification de 5 à 18% dans les 150 premiers mètres.

La stratification, cependant, n’a pas augmenté uniformément dans tous les bassins océaniques. La plus forte augmentation a été observée dans l’océan Austral (9,6%), suivi de l’océan Pacifique (5,9%), de l’océan Atlantique (4,6%) et de l’océan Indien (4,2%).

La modification de la stratification va avoir des conséquences importantes. En effet, avec une stratification accrue, la chaleur du réchauffement climatique ne peut pas pénétrer aussi facilement dans l’océan profond, ce qui contribue à augmenter la température de surface. Le phénomène réduit également la capacité de stockage du carbone dans l’océan, exacerbant le réchauffement climatique dans une boucle de rétroaction. L’eau de surface chaude n’absorbe pas le dioxyde de carbone aussi efficacement que l’eau froide et ne l’enfouit pas en profondeur.

Enfin, la stratification contrarie les échanges verticaux de nutriments et d’oxygène et impacte l’approvisionnement alimentaire de l’ensemble des écosystèmes marins. Les régions avec l’augmentation maximale de la stratification correspondent aux régions où la désoxygénation a été observée. Une eau plus chaude peut absorber moins d’oxygène, et l’oxygène qui est absorbé ne peut pas se mélanger aussi facilement avec les eaux océaniques plus froides du dessous. Plus de 80% du déclin mondial observé en oxygène des océans est associé à une stratification accrue et à un affaiblissement consécutif de la ventilation en eau profonde.

Source : Nature Climate Change, global-climat.

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You don’t realize it when you take a dip in the Atlantic Ocean or the Mediterranean Sea, but the oceans and seas of the planet have become more stratified and more stable in recent decades due to global warming.
It should be noted that the oceans have a vertical stratification according to three main layers: 1) surface water, 2) thermocline, and 3) deep water. The thermocline is the layer of water that organizes the transition between the other two layers.
The increase in ocean stratification is significant. On the one hand, it has major consequences for life in the ocean by reducing the exchange of nutrients and oxygen. On the other hand, stratification is positive feedback that in turn mau make global warming worse.
A new study published in Nature Climate Change shows that the global ocean has become more stratified, implying differences in density, with warmer, lighter and less salty water superimposed on heavier, colder and more salty water. The mixing between these layers occurs as heat slowly seeps deeper into the ocean, a phenomenon that combines with the action of currents, winds and tides. The problem is, the greater the difference in density between the layers, the slower and more difficult the mixing and the more layered and stable the ocean becomes.
The density of seawater is not just a function of temperature; it also depends on the salinity. Fresh water is lighter than salt water, and melting ice results in a buildup of fresh, light water on the surface, especially at higher latitudes.
This stable layered configuration acts as a barrier. It tends to prevent mixing with colder deeper waters. This therefore has an impact on the efficiency of the vertical exchanges of heat, carbon, oxygen and other constituents.
The latest study shows that ocean stratification has increased by 5.3% since 1960 for the top 2000 m. From 1960 to 2018, IAP (Institute of Atmospheric Physics) data shows an increase in stratification of 5 to 18% in the first 150 meters.
Stratification, however, did not increase uniformly in all ocean basins. The largest increase was observed in the Southern Ocean (9.6%), followed by the Pacific Ocean (5.9%), the Atlantic Ocean (4.6%) and the Indian Ocean ( 4.2%).
The modification of the stratification will have important consequences. This is because with increased stratification, the heat from global warming cannot penetrate as easily into the deep ocean, which helps to increase the surface temperature. The phenomenon also reduces carbon storage capacity in the ocean, exacerbating global warming in a feedback loop. Hot surface water does not absorb carbon dioxide as effectively as cold water and does not bury it deeply.
Finally, stratification thwarts the vertical exchange of nutrients and oxygen and impacts the food supply of all marine ecosystems. The regions with the maximum increase in stratification correspond to the regions where deoxygenation was observed. Warmer water can absorb less oxygen, and the oxygen that is absorbed cannot mix as easily with the cooler ocean waters below. More than 80% of the observed global decline in ocean oxygen is associated with increased stratification and the consequent weakening of ventilation in deep water.
Source: Nature Climate Change, global-climat.

Evolution de la stratification entre 0 et 2000 mètres de 1960 à 2018 (Source : Nature Climate Change)

Accélération de la fonte du Groenland // Greenland’s melting is accelerating

Selon une nouvelle étude parue dans la revue Nature Climate Change, la contribution des calottes glaciaires à l’élévation du niveau de la mer suit le pire scénario Le niveau de la mer a augmenté de 3,6 millimètres par an entre 2006 et 2015. C’est 2,5 fois le taux moyen de 1,4 millimètre par an observé pendant la majeure partie du 20ème siècle. Il s’agit d’une élévation due à un ensemble de facteurs, principalement l’expansion thermique des océans, la fonte des glaciers et la perte de masse de l’Antarctique et du Groenland.

Depuis que les calottes glaciaires sont surveillées par satellite (dans les années 1990), la fonte de l’Antarctique a fait monter le niveau de la mer de 7,2 mm, tandis que le Groenland a contribué à hauteur de 10,6 mm.

La nouvelle étude compare les observations de fonte des deux inlandsis aux modèles climatiques. Il ressort que la tendance récente à la fonte du Groenland et de l’Antarctique suit les pires scénarios modélisés dans le dernier rapport du GIEC.

Au Groenland, plus de la moitié des pertes de glace est due à la fonte de surface provoquée par la hausse de la température de l’air. Le reste est dû à l’augmentation du débit des glaciers, déclenchée par la hausse des températures océaniques.

Entre 2002 et 2019, le Groenland a perdu 4550 milliards de tonnes de glace, avec une moyenne de 268 milliards de tonnes par an. En 2019, les pertes ont atteint 600 milliards de tonnes sur une seule saison.

Un article paru en septembre 2020 sur le site web de la BBC nous apprend qu’une grosse masse de glace vient de se séparer de la plus grande plate-forme glaciaire encore présente dans l’Arctique – la 79N, ou Nioghalvfjerdsfjorden – dans le nord-est du Groenland. La section de la plateforme qui vient de partir dans l’océan couvre environ 110 kilomètres carrés; les images satellites montrent qu’elle s’est brisée en plusieurs morceaux. Selon les scientifiques, cet événement est une preuve supplémentaire des effets rapides du changement climatique au Groenland.
La plateforme Nioghalvfjerdsfjorden mesure environ 80 km de long sur 20 km de large ; elle constitue la partie frontale du Northeast Greenland Ice Stream. Dans sa partie terminale, la plateforme 79N se divise en deux branches, dont la plus petite est orientée vers le nord. C’est cette dernière, baptisée Spalte Glacier, qui s’est désintégrée. La plateforme était déjà fortement fracturée en 2019; la chaleur de l’été 2020 lui a porté le coup de grâce. Le Spalte Glacier est devenu une flottille d’icebergs.
Comme je l’ai déjà expliqué, la fonte des plateformes est accélérée par la présence de lacs de fonte. Cela signifie que l’eau sous forme liquide s’infiltre dans les crevasses et facilite leur ouverture. L’eau continue son chemin jusqu’à la base de la plateforme, processus connu sous le nom d’hydrofracturation. De plus, la glace de la plateforme a tendance à fondre par en dessous, suite à la hausse de la température de l’océan..
Dans une note précédente, j’ai indiqué qu’en juillet 2020, une vaste section de la plateforme glaciaire Milne sur l’île d’Ellesmere au Canada avait pris le large. Une surface de 80 kilomètres carrés s’est détachée de la plateforme principale qui couvrait 8600 km2 au début du 20ème siècle.
La fonte rapide du Groenland a été confirmée par une étude parue en août 2020 et qui analyse les données fournies par les satellites de la mission Grace-FO. Ces données ont montré que 2019 avait été une année record ; la calotte glaciaire a perdu quelque 530 milliards de tonnes. Il s’agit d’une masse d’eau suffisante pour faire s’élever de 1,5 mm le niveau de la mer dans le monde.
Source: BBC.

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According to a new study in the journal Nature Climate Change, the contribution of ice sheets to sea level rise follows the worst case scenario Sea level increased by 3.6 millimeters per year between 2006 and 2015. C This is 2.5 times the average rate of 1.4 millimeters per year observed during most of the 20th century. This is a rise due to a combination of factors, primarily thermal expansion of the oceans, melting glaciers and the loss of mass from Antarctica and Greenland.
Since the ice sheets were monitored by satellite (in the 1990s), the melting of Antarctica has raised the sea level by 7.2 mm, while Greenland has contributed 10.6 mm.
The new study compares the melting observations of the two ice sheets with climate models. It appears that the recent melting trend in Greenland and Antarctica follows the worst-case scenarios modeled in the latest IPCC report.
In Greenland, more than half of the ice loss is due to surface melting caused by rising air temperature. The remainder is due to increased flow from glaciers, triggered by rising ocean temperatures.
Between 2002 and 2019, Greenland lost 4,550 billion tonnes of ice, with an average of 268 billion tonnes per year. In 2019, losses reached 600 billion tonnes in a single season.
A September 2020 article on the BBC website informs us that a big chunk of ice has just broken away from the Arctic’s largest remaining ice shelf – 79N, or Nioghalvfjerdsfjorden – in north-east Greenland. The ejected section covers about 110 square kilemetres; satellite imagery shows it to have shattered into many small pieces. Scientisis say the loss is further evidence of the rapid climate changes taking place in Greenland.

Nioghalvfjerdsfjorden is roughly 80km long by 20km wide and is the floating front end of the Northeast Greenland Ice Stream. At its leading edge, the 79N glacier splits in two, with a minor offshoot turning directly north. It’s this offshoot, or tributary, called Spalte Glacier, that has now disintegrated. The ice feature was already heavily fractured in 2019; this summer’s warmth has been its final undoing. Spalte Glacier has become a flotilla of icebergs.

As I put it before, the melting of the platforms is accelerated by the presence of melt ponds. This means liquid water fills crevasses and can help to open them up. The water then pushes down on the fissures, driving them through to the base of the shelf. This process is known as hydrofracturing and it weakens an ice shelf. Oceanographers have also documented warmer sea temperatures which mean the shelf ice is almost certainly being melted from beneath as well.

In a previous post, I indicated that July 2020 witnessed another large ice shelf structure in the Arctic lose significant area. Eighty square kilometres broke free from Milne Ice Shelf on Canada’s Ellesmere Island. Milne was the largest intact remnant from a wider shelf feature that covered 8,600 sq km at the start of the 20th century.

The fast pace of melting in Greenland was underlined in a study last month that analysed data from the US-German Grace-FO satellites. The Grace mission found 2019 to have been a record-breaking year, with the ice sheet shedding some 530 billion tonnes. That’s enough meltwater running off the land into the ocean to raise global sea-levels by 1.5mm.

Source : The BBC.

  Source : Copernicus Data / ESA / Sentinel 2B

La Niña : le retour // La Niña is back

Au cours de ma conférence sur la fonte des glaciers dans le monde, je fais référence à El Niño et à La Niña, deux régimes météorologiques complexes liés à des variations de températures océaniques dans le Pacifique équatorial.
El Niño, qui signifie Le petit garçon en espagnol, fait référence à l’interaction climatique océan-atmosphère liée à un réchauffement périodique de la surface de la mer dans le centre et le centre-est du Pacifique équatorial.
La Niña signifie La Petite Fille en espagnol. Ses épisodes entraînent des périodes de températures de surface de la mer inférieures à la moyenne dans le centre et le centre-est du Pacifique équatorial.

L’ensemble du cycle climatique naturel géré par El Niño et La Niña est connu sous le nom d’El Niño – Southern Oscillation (ENSO), une alternance d’eau de mer plus chaude ou plus froide dans l’océan Pacifique central.
On oppose souvent La Niña à El Niño quant à leur influence sur le climat mondial mais cette influence est beaucoup plus complexe qu’il y paraît. Il serait trop rapide d’affirmer qu’El Niño entraîne une hausse des températures dans le monde et que La Niña atténue le réchauffement climatique.

Des articles récents parus dans la presse américaine nous apprennent que La Niña est de retour. Les climatologues expliquent que le phénomène pourrait accélérer la saison des ouragans dans l’Atlantique. La Niña pourrait aussi prolonger la saison des incendies qui ravagent l’ouest des États-Unis.
La Niña est l’un des principaux facteurs météorologiques aux États-Unis et dans le monde, en particulier à la fin de l’automne, en hiver et au début du printemps. Selon les prévisionnistes de la NOAA, La Niña sera présente probablement tout l’hiver. Ce régime météorologique peut contribuer à une augmentation de l’activité des ouragans dans l’Atlantique en affaiblissant le cisaillement du vent sur la Mer des Caraïbes et le bassin atlantique tropical, ce qui permet aux tempêtes de se développer et de s’intensifier.
Dans cette perspective, les prévisionnistes prévoient que jusqu’à 25 tempêtes pourraient se former dans l’Atlantique. 17 d’entre elles ont déjà sévi, parmi lesquelles l’ouragan Laura qui a ravagé des parties du sud-ouest de la Louisiane au mois d’août.
La Niña a tendance à apporter un temps sec dans certaines parties de la Californie et une grande partie du sud-ouest, ce qui n’arrange rien à la situation des incendies dans ces régions. Déjà, plus de la moitié de l’État de Californie connaît actuellement une période de sécheresse.
Aux Etats-Unis, la présence de La Niña en hiver apporte généralement de la pluie et de la neige au nord-ouest et des conditions anormalement sèches dans la majeure partie du sud du pays. Le sud-est et le centre de l’Atlantique ont également tendance à voir des températures plus chaudes que la moyenne pendant un hiver géré par La Niña.
À l’échelle mondiale, La Niña apporte souvent de fortes pluies en Indonésie, aux Philippines, au nord de l’Australie et en Afrique australe.
Source: USA Today.

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During my conference about the melting of glaciers in the world, I refer to El Niño and La Niña , two complex weather patterns resulting from variations in ocean temperatures in the Equatorial Pacific.

El Niño, which means The Little Boy in Spanish, refers to the large-scale ocean-atmosphere climate interaction linked to a periodic warming in sea surface temperatures across the central and east-central Equatorial Pacific.

La Niña means The Little Girl in Spanish. Its episodes represent periods of below-average sea surface temperatures across the east-central Equatorial Pacific.

The entire natural climate cycle is officially known as the El Niño – Southern Oscillation (ENSO), a see-saw dance of warmer and cooler seawater in the central Pacific Ocean.

Global climate La Niña impacts tend to be opposite those of El Niño impacts, but the situation is far more complex than it seems. It would be exaggerated to say that El Niño leads to an increase in temperatures in the world and that La Niña reduces the impact of global warming.

Recent articles in the US press inform us that La Niña has arrived. Climatologists warn that this could provide an additional boost to the already active Atlantic hurricane season, as well as extend the disastrous fire season in western USA.

The La Niña climate pattern is one of the main drivers of weather in the U.S. and around the world, especially during late autumn, winter and early spring. According to NOAA forecasters, La Niña is likely to persist through the winter. This weather pattern can contribute to an increase in Atlantic hurricane activity by weakening the wind shear over the Caribbean Sea and tropical Atlantic Basin, which enables storms to develop and intensify.

In that outlook, forecasters predict that as many as 25 storms could form in the Atlantic. Already, 17 have formed, including Hurricane Laura, which ravaged portions of southwestern Louisiana in August.

As for its impact on the western fires, La Niña tends to bring dry weather across portions of California and much of the Southwest. Already, over half of the state of California is in a drought.

A typical La Niña winter in the U.S. brings rain and snow to the Northwest and unusually dry conditions to most of the southern tier of the U.S. The Southeast and Mid-Atlantic also tend to see warmer-than-average temperatures during a La Niña winter.

Globally, La Niña often brings heavy rainfall to Indonesia, the Philippines, northern Australia and southern Africa.

The entire natural climate cycle is officially known as the El Niño – Southern Oscillation (ENSO), a see-saw dance of warmer and cooler seawater in the central Pacific Ocean.

Source: USA Today.

Anomalies de température à la surface de l’océan avec El Niño (à gauche) et La Niña (à droite)

Cycle hivernal classique géré par La Niña en Amérique du Nord.

 

Probable validation du record de chaleur dans la Vallée de la Mort // Likely validation of the heat record in Death Valley

Selon l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM), tout laisse supposer que la température de 54,4 degrés Celsius enregistrée à la station météo de Furnace Creek dans la Vallée de la Mort (Californie) le dimanche 16 août 2020 sera officiellement validée. Si c’est le cas, ce sera la température la plus élevée sur Terre depuis 1913, et la troisième température la plus chaude jamais enregistrée sur la planète.
L’OMM a chargé un groupe d’experts internationaux de vérifier cette température en examinant le site d’observation, le matériel utilisé, son calibrage et la relation de cette température avec les données recueillies dans les stations implantées dans les environs. Les premières observations indiquent que l’équipement de la station météorologique de Furnace Creek était en bon état de fonctionnement au moment du relevé de température. Cependant, le processus de vérification complet prendra probablement plusieurs mois, autrement dit suffisamment de temps pour que le record soit à nouveau battu !!
Selon les archives de l’OMM sur les extrêmes météorologiques et climatiques, la température la plus chaude jamais enregistrée dans la Vallée de la Mort a été relevée à Furnace Creek avec 56,7°C le 10 juillet 1913. La température en deuxième position a été relevée en juillet 1931 à Kebili, en Tunisie avec 55°C. Une autre température très élevée (54°C) a été relevée à Mitribah, au Koweït, le 21 juillet 2016.
Les conditions torrides dans la Vallée de la Mort ont coïncidé avec une vague de chaleur sur la côte ouest des États-Unis. Le National Weather Service a émis de nombreux bulletins d’alerte canicule.
La situation actuelle fait suite à des bulletins d’alerte à répétition de l’OMM qui annonçaient des températures extrêmement élevées avec un impact sur la fonte de la glace de mer, le risque de gigantesques incendies de végétation dans des régions comme l’Arctique. Le 17 août 2020, le Japon a enregistré 41,1 ° C à Hamamatsu, ce qui a égalé son record national. Comme je l’ai déjà écrit – mais il est bon de le rappeler pour convaincre certains climatologues – la Sibérie a connu une vague de chaleur prolongée, avec une température de 38°C enregistrée le 20 juin 2020 dans la ville russe de Verkhoyansk. L’OMM analyse actuellement cette température qui, si elle est validée, sera la plus élevée jamais enregistrée au niveau du cercle polaire arctique.
Juillet 2020 a été le mois de juillet le plus chaud jamais observé dans l’hémisphère nord et la glace de mer arctique a atteint la plus faible surface jamais enregistrée. La période janvier – juillet a été la deuxième plus chaude de l’histoire. .
Source: UN News.

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According to the World Meteorological Organization (WMO), “all indications suggest that the temperature reading of 54.4 degrees Celsius recorded at the weather station of Furnace Creek in California’s Death Valley on Sunday, August 16th, 2020 is legitimate. If validated, it will be the highest temperature on Earth since 1913, and the third-hottest temperature ever recorded on the planet.

WMO has tasked a panel of international experts to verify the reading by examining the observation, the equipment used, how it was calibrated and how it compared to data gathered at surrounding stations. Preliminary findings indicate that the equipment at Furnace Creek meteorological station was in proper working condition at the time of the observation. However, the full verification process will likely take many months, time for the record to be broken again!!

According to WMO’s Weather and Climate Extremes archive, the hottest temperature ever recorded in Death Valley was in Furnace Creek, reaching 56.7°C on July 10th, 1913. The next highest temperature was set in July 1931 in Kebili, Tunisia, reaching 55°C. Other high temperature records include 54°C in Mitribah, Kuwait, on July 21st, 2016.

The scorching conditions in Death Valley have coincided with a heatwave on the U.S. west coast. The US National Weather Service has issued numerous heat warnings indicating that the intense and extreme temperatures will continue.

The current situation follows repeated warnings from the UN weather agency about extreme high temperatures which are having an impact on sea ice melt, also causing extensive wildfires in places such as the Arctic. On August 17th, 2020, Japan registered 41.1°C at Hamamatsu, tying its national record.  As I put it before, Siberia, has experienced a prolonged heatwave, with a recorded temperature of 38°C on June 20th, 2020 in the Russian town of Verkhoyansk. WMO is now examining this reading, which if verified, would be the highest temperature ever recorded in the Arctic Circle.

July was the hottest July on record for the northern hemisphere and the Arctic sea ice was its lowest on record. The January to July period was the second-warmest such period on record.

Source : UN News.

Photo : C. Grandpey