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Eruptions volcaniques, météo et climat // Volcanic eruptions, weather and climate

Suite à la publication de ma note sur l’éruption du Laki (Islande) en 1783, deux abonnés de mon blog m’ont demandé dans quelle mesure une éruption volcanique pouvait affecter la météo, voire le climat.
Lorsqu’un volcan entre en éruption, les volumineux panaches de cendres et de gaz envoyés dans l’atmosphère peuvent provoquer des variations de température à grande échelle et, à long terme, affecter les conditions météorologiques pendant plusieurs mois après une éruption. On a pu l’observer récemment avec les effets de l’éruption du volcan tongien Hunga Tong-Hunga Ha’apai. J’ai décrit les impacts de cette éruption dans plusieurs notes sur ce blog.

 

Panache éruptif du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (Source: NASA)

La conséquence la plus significative d’une éruption volcanique majeure est un refroidissement de la température, localement et même dans le monde entier, avec la présence d’importants nuages de dioxyde de soufre (SO2) dans la stratosphère. Ce phénomène a été observé après l’éruption du Pinatubo aux Philippines en 1991, avec un abaissement de la température mondiale. de quelques dixièmes de degrés (0,72°C) pendant plusieurs mois. Le nuage de SO2 du Pinatubo a été le plus important jamais observé dans la stratosphère depuis le début des observations par satellite en 1978. Il a probablement provoqué la plus grande perturbation par aérosols dans la stratosphère au 20ème siècle, même si ces perturbations ont probablement été moindres que celles provoquées par les éruptions du Krakatau en 1883 et du Tambora en 1815.

 

Panache éruptif et aérosols du Pinatubo (Source: Wikipedia)

Comme je l’ai écrit il y a quelques jours, l’éruption fissurale du Laki en Islande en 1783-1784 a libéré une énorme quantité de dioxyde de soufre, bien supérieure à celle émise par le Pinatubo (environ 120 millions de tonnes contre 20 millions de tonnes pour le volcan philippin). Bien que les deux éruptions aient été différentes en termes de durée et de style, le SO2 atmosphérique émis a provoqué un refroidissement du temps dans des proportions similaires, pendant des périodes de temps semblables, en Europe et en Amérique du Nord.

Lakagigar (Photo: C. Grandpey)

L’US Geological Survey affirme qu’une nouvelle éruption majeure de Yellowstone modifierait probablement les conditions météorologiques mondiales et aurait un impact sur la production agricole pendant de nombreuses années.

L’éruption du Tambora (Indonésie) en 1815 fut l’éruption la plus puissante enregistrée dans les temps historiques. Le nuage volcanique émis lors de l’événement a abaissé la température de la planète de 1,6°C. L’Europe et l’Amérique du Nord ont connu des températures plus basses que la normale tout au long de l’été 1816.

 

Caldeira du Tambora vue depuis l’ISS

On sait depuis longtemps que les volumineux nuages d’éruptions volcaniques, ou pyrocumulus, qui contiennent beaucoup de particules de cendres, peuvent produire des éclairs et des vortex – ou tourbillons de vent. Semblables aux nuages d’orages et leurs particules de glace, les nuages volcaniques contiennent des particules de cendre qui entrent en collision les unes avec les autres à grande vitesse. Ces collisions peuvent provoquer la séparation des charges dans les nuages et donner naissance à des éclairs.

Eclairs pendant l’éruption du Rinjani (Crédit photo: Wikipedia)

De plus, lors d’une éruption, les panaches peuvent également produire des événements météorologiques semblables à des tornades, mais qui ne sont pas de véritables tornades. L’air à l’intérieur du panache éruptif est si chaud et si léger qu’à mesure qu’il s’élève, il aspire davantage d’air du dessous. Au fur et à mesure que le vent éloigne le panache, davantage d’air est aspiré sur le côté, ce qui crée un vortex.

Vortex dans le cratère de l’Halema’umau ‘Source: HVO)

Il convient de noter que la poussière et le dioxyde de soufre provenant d’une éruption majeure peuvent également donner naissance à de spectaculaires couchers et levers de soleil car les particules diffusent la lumière à différentes longueurs d’onde. De tels événements ont inspiré des peintres célèbres comme Ashcroft et Turner qui ont peint les magnifiques couchers de soleil provoqués par l’éruption du Tambora en avril 1815.

Sunset (William Turner)

S’agissant du réchauffement climatique que nous connaissons actuellement, les volcans sont parfois tenus pour responsables, mais c’est faux. Selon l’USGS, toutes les études réalisées à ce jour sur les émissions volcaniques de CO2 indiquent que les volcans subaériens et sous-marins de la planète libèrent moins de 1 % du dioxyde de carbone actuellement rejeté par les activités humaines. Le dégazage volcanique global a été estimé entre 0,13 gigatonne et 0,44 gigatonne par an.

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Following the release of my post about the 1783 Laki eruption, two followers of my blog asked me how far a volcanic eruption can affect the weather or even the climate.

When a volcano erupts, the massive plumes of ash and gases sent high into the atmosphere can cause global temperature changes and, in the long term, affect weather for months after an eruption. This could be seen recently with the effects of the Hunga Tong-Hunga Ha’apai volcano in the Tonga archipelago. I have described the impacts of this eruption in several posts on this blog.

The most significant way a volcanic eruption can affect the weather is by cooling the temperature locally and worldwide with the giant clouds of sulfur dioxide sent into the stratosphere.This phenomenon was observed after the 1991 eruption of Mt Pinatubo in the Philippines which lowered the world temperature by a few tenths of degrees (0.72°C) for several months.The Pinatubo cloud was the largest SO2cloud ever observed in the stratosphere since the beginning of such observations by satellites in 1978. It caused what was probably the largest aerosol disturbance of the stratosphere in the 20th century, though probably smaller than the disturbances from eruptions of Krakatau in 1883 and Tambora in 1815.

As I put it a few days ago, the 1783-1784 Laki fissure eruption in Iceland released a huge amount more sulfur dioxide than Pinatubo (approximately 120-million tons vs. 20). Although the two eruptions were significantly different in length and style, the added atmospheric SO2 caused regional cooling of Europe and North America by similar amounts for similar periods of time.

The U.S. Geological Survey says another major Yellowstone eruption would probably alter global weather patterns and impact agricultural production for many years.

The eruption of the Tambora (Indonesia) in 1815 was the most powerful eruption recorded in history. The volcanic cloud emitted during the event lowered global temperatures by 1.6°C, and Europe and North America experienced cooler temperatures throughout the summer of 1816.

It is well known that massive volcanic eruption clouds, or pyrocumulus clouds with a lot of ash particles, can produce lightning and wind vortices. Similar to a thunderstorm with ice particles, volcanic ones collide with one another at high speeds. These collisions can cause the separation of charges in volcanic clouds, creating lightning.

Moreover, during an eruption, the plumes can also produce weather events that look like tornadoes, but are not true tornadoes. The air inside the eruption plume is so hot and buoyant that as it rises, it draws more air from underneath. As the wind blows the plume away, more air gets pulled in from the side, creating a vortex.

It should be noted that the dust and sulfur dioxide from a major eruption can also create vibrant sunsets and sunrises as the particles scatter light at different wavelengths. Such events inspired famous painters like Ashcroft and Turner who painted vivid sunsets caused by the April 1815 eruption of Tambora.

As far as the current global warming is concerned, volcanoes are sometimes held responsible for contributing to it, which is totally wrong. According to USGS, all studies to date about global volcanicCO2 emissions indicate that today’s subaerial and submarine volcanoes release less than one percent of the carbon dioxide released currently by human activities. The global volcanic degassing has been estimated between 0.13 gigaton and 0.44 gigaton per year.

Histoire d’enfoncer le clou… // Just to drive the point home…

Selon des scientifiques de l’Union européenne, 2023 devrait être la année la plus chaude que la planète ait connue depuis 125 000 ans. Ils ont fait cette déclaration après que les données ont montré qu’octobre 2023 était de loin le mois d’octobre le plus chaud jamais enregistré (voir ma note du 7 novembre). .
Comme je l’ai écrit précédemment, le réchauffement climatique que nous connaissons actuellement est dû aux émissions continues de gaz à effet de serre provenant de la combustion de combustibles fossiles, combinées à l’arrivée cette année d’El Niño, qui réchauffe les eaux de surface de l’océan Pacifique oriental et devrait durer au moins jusqu’au mois d’avril 2024. L’année la plus chaude jamais enregistrée jusqu’à présent est 2016, une autre année El Nino, même si 2023 est en passe de la dépasser.
Les données de l’agence Copernicus remontent à 1940. Lorsque les climatologues européens combinent leurs données avec celles du GIEC, le résultat est que 2023 est l’année la plus chaude des 125 000 dernières années. Les données du GIEC sur le long terme s’appuient sur des éléments tels que les carottes de glace, les cernes d’arbres et les dépôts coralliens.
Le réchauffement climatique provoque des phénomènes extrêmes de plus en plus destructeurs comme on vient de le voir en France. En 2023, des inondations ont tué des milliers de personnes en Libye ; l’Amérique du Sud a connu de sévères vagues de chaleur et le Canada a dû faire face à la pire saison d’incendies de forêt jamais enregistrée.
À l’échelle mondiale, la température moyenne de l’air à la surface de la Terre en octobre a été de 15,3 °C. C’est 1,7 °C de plus que que la moyenne du mois d’octobre de 1850 à 1900,(période préindustrielle). Le seul autre mois où le record de température a été battu avec une telle marge a été septembre 2023.
La combinaison du réchauffement climatique d’origine anthropique et d’El Nino fait craindre d’autres catastrophes provoquées par les vagues de chaleur à venir, notamment en Australie, qui s’attend à une nouvelle saison de feux de feux de végétation provoqués par un climat chaud et sec.
Les conclusions des scientifiques européens arrivent trois semaines avant la COP28 de Dubaï. Près de 200 pays essaieront de négocier des mesures plus efficaces pour lutter contre le réchauffement climatique. L’une des questions au cœur de la conférence sera de savoir si les gouvernements accepteront – pour la première fois et avec des mesures contraignantes – de réduire progressivement la combustion de combustibles fossiles émetteurs de dioxyde de carbone. Les dernières déclarations du sultan Al Jaber ne sont guère encourageantes : « Nous ne pouvons pas débrancher le système énergétique d’aujourd’hui avant de construire le système de demain. Ce n’est tout simplement ni pratique ni possible »
Source : Médias d’information internationaux.

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According to European Union scientists, 2023 is set to be the world’s warmest in 125,000 years. Their statement was made after data showed October 2023 was the hottest October on record by a massive margin (see my post of November 7th).

As I put it before, the heat is a result of continued greenhouse gas emissions from the burning of fossil fuels, combined with the emergence this year of El Nino which warms the surface waters in the eastern Pacific Ocean and is set to last until at least April 2024. The current hottest year on record so far is 2016, another El Nino year, although 2023 is on course to overtake that.

Copernicus’ dataset goes back to 1940. When European climatologists combine their data with the IPCC, the result is that 2023 is the warmest year for the last 125,000 years. The longer-term data from the IPCC includes readings from sources such as ice cores, tree rings and coral deposits.

Global warming is causing increasingly destructive extremes. In 2023, floods killed thousands of people in Libya ; there were severe heatwaves in South America, and Canada had to face its worst wildfire season on record.

Globally, the average surface air temperature in October of 15.3°C was 1.7°C warmer than the average for October in 1850-1900, which Copernicus defines as the pre-industrial period. The only other month to breach the temperature record by such a large margin was September 2023.

The combination of human-caused global warming together with El Nino raises concerns of more heat-fuelled destruction to come, including in Australia, which is confronted with a severe bushfire season amid hot and dry conditions.

The scientists’ findings come three weeks before governments meet in Dubai for this year’s COP28. Nearly 200 countries will negotiate stronger action to fight climate change. A central issue at the conference will be whether governments agree – for the first time and with binding measures – to phase out the burning of carbon dioxide-emitting fossil fuels. Sultan Al Jaber’s latest declarations of Sultan are not encouraging : “We cannot unplug today’s energy system before building tomorrow’s system. It’s just not practical or possible,”

Source : International news media.

Impacts du réchauffement climatique à haute altitude dans les Alpes

Ludovic Ravanel, géomorphologue, guide de haute montagne et directeur de recherche au CNRS, a coordonné, avec Florence Magnin et deux autres collègues, le dernier numéro de la Revue de Géographie Alpine – Journal of Alpine Research – sur les versants de haute montagne et les impacts de la crise climatique actuelle.

Dans le chapitre intitulé “Coups de chaud sur la haute montagne alpine”, on a la confirmation que les étés accompagnés de records de chaleur (2003, 2015, 2022, 2023) ont donné un coup d’accélérateur à la fonte de la haute montagne alpine. À Chamonix, au pied du mont Blanc, ces quatre années occupent respectivement les troisième, quatrième, première et deuxième positions des saisons les plus chaudes depuis le début des mesures en 1934. Comme je l’ai expliqué dans plusieurs notes sur ce blog, les témoins les plus visibles sont les pertes records au niveau des glaciers : plus de 16 m perdus par la Mer de Glace sous le site touristique du Montenvers ; plus de 10 % du volume des glaciers suisses perdus en deux ans. Ces pertes glaciaires se sont accompagnées d’une plus grande fréquence des écroulements rocheux sur le massif du Mont-Blanc, sans équivalent ces dernières décennies (près de 300 en 2022, selon Ludovic Ravanel). Dans les Alpes italiennes, le nombre de déstabilisations de versants rocheux en haute montagne a doublé en 2022 par rapport à la période 2000-2021. Plus inquiétant encore, les bouleversements sont visibles aux plus hautes altitudes, y compris au-dessus de 4000 m, un domaine jusque-là relativement épargné. Signe de l’impact du réchauffement climatique à très haute altitude, celle du Mont Blanc a été mesurée en septembre 2023 à 4805,59 m ; elle n’a jamais été aussi basse depuis le lever topographique du capitaine Jean-Joseph Mieulet en 1863. Les températures ont atteint des records à ces altitudes. Ainsi, le 18 juin 2022 une température de 10,4 °C a été enregistrée au col Major à côté du sommet du mont Blanc,. De la même façon, pendant quatre jours consécutifs l’isotherme 0 °C s’est situé au-dessus de 5000 m début septembre 2023. Dans la conclusion de ce chapitre, on peut lire que « l’accélération rapide du réchauffement climatique en cours dans les massifs alpins fait du devenir des glaciers et des secteurs à permafrost des préoccupations de plus en plus centrales pour des raisons environnementales, patrimoniales, économiques et sécuritaires. Ces éléments de la cryosphère pourraient quasiment disparaître du massif alpin d’ici la fin du siècle, avec des conséquences majeures en termes de ressources et de risques. »

 

Photo: C. Grandpey

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S’agissant du permafrost dans les Alpes, on apprend que son épaisseur dépasse largement la profondeur des forages instrumentés (100 m), profondeur à laquelle les effets du réchauffement climatique des dernières décennies est déjà perceptible. On apprend aussi que la température à 15-20 m se réchauffe au même rythme que celle de l’atmosphère (0,8 °C en 35 ans) et que ce réchauffement se propagera en profondeur au cours des prochains siècles, quelle que soit l’évolution climatique future, avec d’importantes implications sur la stabilité des versants concernés. Cela conforte mon inquiétude à propos du téléphérique de l’Aiguille du Midi. Quand je l’ai emprunté en 2017, je me suis demandé jusqu’à quand les soubassements rocheux des pylônes pourraient résister à la hausse des températures. Un réchauffement moyen de 0,2 à 0,4 °C par décennie est mesuré en profondeur ainsi qu’un approfondissement de la couche active de 2 m par décennie.

Le dégel du permafrost dans le massif du Mont-Blanc aura des conséquences inéluctables, que ce soit dans la planification territoriale, les besoins géotechniques ou la réduction des risques par les pratiquants de la haute montagne. Parmi les questions ouvertes demeure la quantification des infiltrations d’eau et de ses effets dans les parois rocheuses affectées par le permafrost ainsi que la quantification de la teneur en glace de ces terrains.

 

Aiguille du Midi (Photo: C. Grandpey)

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Les risques induits par l’évolution actuelle de la cryosphère ont fait l’objet de deux études La première s’intéresse aux écroulements rocheux et de séracs de grande ampleur dont l’occurrence est attestée durant la saison hivernale. La deuxième aborde les risques encourus par les grimpeurs empruntant les deux principales voies d’accès au sommet du mont Blanc.

Les écroulements rocheux et de glace affectant la haute montagne sont bien plus rares en hiver que durant les autres saisons. La fréquence maximale intervient en été. En revanche, les événements hivernaux sont comparativement d’ampleur plus importante que ceux du reste de l’année, en raison de l’incorporation de neige, mais aussi parce que c’est à la fin de l’automne que l’onde de chaleur estivale atteint sa profondeur maximale, pouvant ainsi déstabiliser de grands volumes rocheux. Les événements hivernaux ont donc une probabilité supérieure d’atteindre des infrastructures. Toutefois, seule la période récente (depuis 1997) a vu des événements d’ampleur se produire à haute altitude dans des zones affectées par le permafrost.

Les alpinistes sont les principaux pratiquants de la haute montagne et sont les premiers concernés par l’évolution des conditions nivologiques et géomorphologiques des itinéraires empruntés.

Comme toit de l’Europe occidentale, le mont Blanc a un statut iconique et est tenté chaque année par plus de 20 000 personnes. Le risque encouru par les alpinistes sur les deux voies principales d’accès à ce sommet, dont la voie normale du Goûter, notoirement accidentogène, a été évalué pour la première fois dans une étude réalisée par Ludovic Ravanel. Les deux voies ne sont pas exposées aux mêmes types de dangers objectifs : chutes de pierres pour le Goûter et chutes de séracs pour les Trois Monts. La méthodologie novatrice utilisée repose sur le croisement des données issues de capteurs pyroélectriques pour quantifier les passages et de capteurs sismiques pour l’enregistrement des chutes de pierres dans le couloir du Goûter, tandis que la photographie automatique a été utilisée pour les Trois Monts. Les résultats montrent un risque individuel de décès deux fois inférieur pour la voie des Trois Monts que pour le Goûter, risque considéré dans les deux cas comme « tolérable » au regard des seuils d’acceptabilité sociale du risque en France.

Alpinistes au sommet du Mont Blanc (Photo: C. Grandpey)

Nouvelle alerte climatique // New climate alert

Une nouvelle étude publiée le 3 novembre 2023 dans la revue Oxford Open Climate Change affirme que notre planète atteindra le seuil de 1,5 degré Celsius de réchauffement d’ici la fin de la décennie.
Non seulement nous franchirons ce seuil fixé par l’Accord de Paris sur le climat d’ici 2030, mais la Terre atteindra 2 degrés de réchauffement d’ici 2050. Selon les projections antérieures, le monde devait atteindre ces seuils respectivement vers 2035 et 2055..
Les auteurs de l’étude pensent que les climatologues ont surestimé la résilience de la planète face à l’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone. Bien que le GIEC ait prévu que le doublement des concentrations de CO2 dans l’atmosphère réchaufferait la planète d’environ 3 degrés, la hausse sera probablement plus proche de 4,8 degrés.
Selon la dernière étude, « on se dirige vers un changements climatique à grande échelle. […] Des actions extraordinaires seront nécessaires pour réduire le forçage climatique d’origine anthropique et éviter des conséquences hautement indésirables pour l’humanité et la nature. »
Les conclusions de l’étude ont suscité les remarques et critiques de certains climatologues. Selon ces scientifiques, il n’y a aucune raison de penser que nous ne pouvons pas empêcher le réchauffement climatique d’atteindre des niveaux dangereux grâce à des efforts concertés pour décarboner notre économie. « Les obstacles, du moins pour le moment, sont politiques, mais pas physiques ou même technologiques. » [NDLR : Concernant les solutions technologiques, il convient de rappeler que certains pays, la Chine par exemple, ont tenté d’influer la météo en ensemençant les nuages pour faire pleuvoir. Je ne suis pas sûr que jouer les apprentis sorciers soit la meilleure solution pour résoudre le réchauffement climatique actuel.]
Cette dernière étude intervient après un été qui a été le plus chaud jamais enregistré dans le monde, et une année qui sera probablement la plus chaude jamais vue. Elle intervient également quelques semaines avant le début de la COP 28 de Dubaï, au cœur des Émirats Arabes Unis, l’un des principaux producteurs de pétrole…. Le Pape, qui assistera à la Conférence, va devoir prier…
Source  : Yahoo Actualités.

 

En un an, les concentrations de CO2 dans l’atmosphère sont passées de 416 à plus de 419 ppm. Tout va bien. Les glaciers et la banquise n’ont qu’à bien se tenir…

Exemple de la pollution atmosphérique actuelle, New Delhi (Inde) et ses 30 millions d’habitants étouffe en ce moment sous un mélange de pollution et de fumées. Le niveau de microparticules PM2.5 atteint actuellement près de 40 fois le niveau maximum recommandé par l’OMS.

La pollution est telle que les écoles sont fermées et le resteront au moins jusqu’au 10 novembre. Chaque automne, la ville vit dans un air quasi irrespirable lorsque viennent s’ajouter à la pollution les fumées provenant des campagnes environnantes, où les agriculteurs brûlent les chaumes.

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A new study published on November 3rd, 2023 in the Oxford Open Climate Change journal suggests the world will reach the threshold of 1.5 degrees Celsius of warming by the end of the decade.

In addition to crossing the 1.5-degree limit set by the Paris Climate Agreement, by 2030, the study suggests the Earth will hit 2 degrees of warming by 2050. Earlier projections have suggested the world would reach these thresholds later, around 2035 and 2055, respectively.

Climatologists have overestimated the planet’s resilience to increased carbon dioxide levels. Although the IPCC has projected that doubling the carbon in the atmosphere would warm the planet around 3 degrees, they estimated it would be closer to 4.8 degrees.

According to the latest study’s authors“there is a great amount of climate change ‘in the pipeline. […] Extraordinary actions are needed to reduce the net human-made climate forcing, as is required to reduce global warming and avoid highly undesirable consequences for humanity and nature.”

The study’s conclusions have drawn the remarks and criticism from some climatologists. They said there was no reason to think that we can’t prevent dangerous levels of warming through concerted efforts to decarbonize the global economy. “The obstacles, at least at present, are political, not physical or even technological.” [Editor’s note : Concerning the technological obstacje, it is worth remembering that some countries, China for instance, have tried to tamper with the weather, by seeding the clouds to make them rain. I’m not sure this is the best idea to solve the current global warming.]

The research comes after a summer that was the hottest on record worldwide, and a year that will probably be the hottest ever see. Il also comes weeks before the beginning of the United Nations Climate Change Conference in Dubai, in the heart of the United Arab Emirates, one of the main oil producers…. The Pope, who will attend the Conference, will need to pray…

Source : Yahoo News.

An example of the current atmospheric pollution, New Delhi (India) and its 30 million inhabitants are currently suffocating under a mixture of pollution and smoke. The level of PM2.5 microparticles reaches almost 40 times the maximum level recommended by the WHO.
The pollution is such that schools are closed and will remain so at least until November 10. Every autumn, the city lives in almost unbreathable air when smoke coming from the surrounding countryside, where farmers burn the stubble, is added to the pollution.