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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)

Lien entre réchauffement climatique et catastrophes naturelles // Link between global warming and natural disasters

2020 est en passe d’être l’une des années les plus chaudes de l’histoire, laissant dans son sillage un nombre élevé de catastrophes naturelles. Les ouragans dans l’Atlantique ont été si nombreux que les climatologues n’avaient plus assez de noms pour les baptiser et ont dû recourir à l’alphabet grec! Les incendies en Californie ont brûlé près de 20 000 kilomètres carrés, un record pour cet État en matière de terres brûlées en une seule saison. Au cours des neuf premiers mois de 2020, au moins 188 personnes ont été tuées dans 16 catastrophes météorologiques qui ont coûté un milliard de dollars ou plus.

Comme je l’ai écrit ci-dessus, 2020 a été une année particulièrement chaude. Au cours de l’un des hivers les plus chauds jamais enregistrés dans l’hémisphère nord, les Grands Lacs n’ont jamais gelé ; à Moscou, les autorités russes ont dû importer de la neige pour les vacances, et la saison des incendies en Californie a commencé avec plusieurs mois d’avance. Les températures ont grimpé en flèche dans l’Arctique sibérien ; elle ont fait  fondre le pergélisol et déclenché des incendies dévastateurs. Les vagues de chaleur ont battu des records de Phoenix à Hong Kong. La Terre dans son ensemble est en passe de connaître l’année la plus chaude ou la deuxième année la plus chaude de son histoire.

Il est fort probable que les catastrophes météorologiques de cette année soient liées au changement climatique. En voici quelques preuves.

En faisant fondre les calottes glaciaires polaires, le réchauffement climatique a fait monter le niveau moyen des océans de 20 à 22 centimètres depuis le début de l’ère industrielle. Plus le niveau de base de la mer est élevé, plus le risque est élevé de voir l’eau envahir l’intérieur des terres. Selon la NOAA, les inondations observées à marée haute ont doublé aux États-Unis au cours des 20 dernières années.

La montée des eaux augmente également le risque d’inondations lors des ouragans comme on peut l’observer dans le Golfe du Bengale où le niveau de la mer augmente deux fois plus vite que la moyenne à l’échelle de la planète.

L’une des raisons pour lesquelles les tempêtes deviennent plus puissantes est qu’elles tirent leur force de l’énergie de l’océan. Lorsque l’eau se réchauffe et s’évapore, elle peut interagir avec les perturbations météorologiques pour créer une cellule tourbillonnante d’air humide ascendant, avec de très fortes précipitations et de vents violents. Plus l’eau est chaude, plus la tempête est intense. C’est ce que l’on a observé dans le sud de la France au début du mois d’octobre 2020. Comme la température de la surface de la mer augmente rapidement chaque décennie, des études montrent que la probabilité qu’une tempête tropicale devienne un ouragan de catégorie 3 ou plus augmente de 8% tous les 10 ans.

La hausse de la température de l’océan augmente aussi la probabilité de voir les ouragans s’intensifier rapidement, prenant au dépourvu les prévisionnistes et les populations. Ainsi, aux Etats-Unis en août 2020, sur la côte du Golfe du Mexique, les vents de l’ouragan Laura ont augmenté de plus de 100 km par heure dans les 24 heures juste avant que la tempête touche les terres. Elle a tué 42 personnes et causé 14 milliards de dollars de dégâts.

L’air plus chaud augmente également le degré d’humidité des ouragans. C’est une conséquence d’un phénomène physique connu sous le nom d’équation de Clausius-Clapeyron qui montre que pour chaque degré Celsius de réchauffement, l’atmosphère peut contenir 7% d’humidité en plus. Comme la relation entre la température et l’humidité n’est pas linéaire, même un faible niveau de réchauffement peut créer des tempêtes exponentiellement plus destructrices. On a pu s’en rendre compte lors de l’ouragan Harvey qui, en 2017 a laissé échapper 150 centimètres de pluie sur le sud du Texas. De nombreuses études ont montré que le changement climatique a augmenté les précipitations d’au moins 15% pendant l’ouragan, et une étude a révélé que des événements comme celui-ci sont maintenant six fois plus probables qu’ils ne l’étaient il y a quelques décennies.

Une conséquence de l’équation de Clausius-Clapeyron est qu’une atmosphère plus chaude est capable d’assécher la végétation et des sols, ouvrant la voie à de spectaculaires incendies de forêt. Une étude de 2016 a révélé que le changement climatique était responsable de plus de la moitié de l’augmentation de l’assèchement de la végétation dans les forêts de l’ouest des États-Unis au cours des 50 dernières années.

Les événements observés en 2020 confirment que l’augmentation progressive de la température peut entraîner des catastrophes naturelles exponentiellement pires. La température moyenne de notre planète a augmenté d’un peu plus de 1 degré Celsius depuis l’ère préindustrielle. Cette hausse peut semble faible mais les études montrent que le réchauffement climatique causé par l’homme a déjà multiplié par deux le nombre de forêts détruites par le feu en Occident depuis 1984.

Source: Note inspirée d’un article paru dans le Washington Post.

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2020 is about to be one of the hottest years in history, leaving in its wake a high number of natural disasters.

Hurricanes in the Atlantic have been so numerous that climatologists did not have enough names for them and had to resort to lets of the Greek alphabet! Fires in California torched nearly 20,000 square kilometres, smashing the state’s record for land burned in a single season. In the first nine months of 2020, at least 188 people have been killed in a record-tying 16 weather disasters that cost one billion dollars or more.

As I put it above, 2020 has been a hot year. During one of the Northern Hemisphere’s warmest winters on record, the Great Lakes never froze, Russian officials in Moscow had to import fake snow for the holidays, and the fire season in California began months ahead of schedule. Temperatures soared in the Siberian Arctic, melting permafrost and fuelling devastating fires. Heat waves have smashed records from Phoenix to Hong Kong. Earth overall is on track to have its first or second hottest year on record.

It is highly likely that this year’s weather disasters are linked to climate change. Here is some evidence of this.

By melting polar ice sheets, global warming has raised the global average sea level by 20 – 22 centimetres since the start of the industrial era. The higher the baseline sea level, the easier it is for a simple high tide to send water surging into communities. According to NOAA, flooding during high tides has doubled in the United States in the past 20 years. Rising waters also increase the risk of flooding during hurricanes as can be observed in the Bay of Bengal, where sea levels are rising twice as fast as the global average.

A reason why storms are getting more powerful is that they draw strength from energy in the ocean. As water warms and evaporates, it can interact with weather disturbances to create a swirling cell of rising humid air, falling rain and raging winds. The warmer the water, the more intense the resulting storm. An example of this phenomenon was observed in the south of France in early October 2020. With global sea surface temperature increasing rapidly each decade, studies show the chance of a given tropical storm becoming a hurricane that is Category 3 or greater has grown 8 percent every 10 years.

Higher ocean temperatures also make hurricanes more likely to rapidly intensify, catching forecasters and communities off guard. The U.S. Gulf Coast saw the consequences of this pattern in August, when the winds of Hurricane Laura increased more than 100 km per hour in the 24 hours just before the storm made landfall. The storm killed 42 people and caused 14 billion dollars in damage.

The warmer air also allows for wetter hurricanes. This is a consequence of a physical phenomenon known as the Clausius-Clapeyron equation which shows that for every 1 degree Celsius of warming, the atmosphere can hold 7 percent more moisture. Because the relationship between temperature and moisture is not linear, even small amounts of warming can create exponentially more destructive storms. This was especially evident during Hurricane Harvey, which in 2017 dropped 150 centimetres of rain on South Texas. Multiple studies have shown that climate change increased precipitation during the storm by at least 15 percent, and one study found that events like it are now six times more likely than they were just a few decades ago.

The flip side of the Clausius-Clapeyron equation is that a warmer atmosphere is able to suck more moisture from vegetation and soils, setting the stage for worse wildfires. A 2016 study found that climate change was responsible for more than half of the increase in fuel dryness in western U.S. forests in the past 50 years.

The events recorded in 2020 are another sign of how incremental increases in temperature can lead to exponentially worse natural disasters. The global average temperature has increased a little more than 1 degree Celsius since the pre-industrial era, a number that may seem small. However, research shows that human-caused warming has already doubled the amount of western forest burned since 1984.

Source: After an article published in The Washington Post.

L’ouragan Harvey au pic de son intensité près de la côte texane le 25 août 2017 (Source : NOAA).