L'éruption du volcan sous-marin des Tonga en 2022 pourrait entraîner une augmentation des températures mondiales, augmentant le risque qu'au moins une année sur les cinq prochaines dépasse temporairement le seuil de réchauffement de 1.5 ° C, selon de nouvelles recherches.
Le 15 janvier 2022, un volcan sous-marin aux Tonga - le Hunga Tonga-Hunga Ha'apai - est entré en éruption violemment, libérant des panaches de suie, de vapeur d'eau et de dioxyde de soufre dans l'atmosphère.
Les éruptions volcaniques majeures refroidissent généralement la planète temporairement, car, jusqu'à ce qu'elles se dissipent, les particules de dioxyde de soufre réfléchissent la lumière du soleil loin de la planète. Cependant, l'étude - publiée dans Les changements climatiques Nature – constate que l'éruption des Tonga dans le Pacifique sud a expulsé une quantité d'eau sans précédent dans l'atmosphère.
La vapeur d'eau est un gaz à effet de serre et il est donc "possible que, sur une période de plusieurs années, Hunga Tonga-Hunga Ha'apai provoque une augmentation temporaire des températures de surface mondiales", indique le document.
L'étude indique qu'avant l'éruption, il y avait 50% de chances que les températures mondiales dépassent 50 ° C au-dessus préindustriel niveaux au moins une fois d'ici 2026. Par la suite, la probabilité de dépasser ce seuil a augmenté de sept points de pourcentage, ce qui rend plus probable qu'improbable un « dépassement imminent de 1.5 °C ».
Les auteurs soulignent que franchir temporairement le seuil de 1.5 °C ne signifierait pas manquer l'objectif de l'Accord de Paris, qui concerne les tendances de température à long terme. Néanmoins, le journal indique que "la première année qui dépasse 1.5 ° C attirera une attention médiatique substantielle, même si une partie de cela résulte de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai".
Hunga Tonga–Hunga Ha'apai
Le 15 janvier 2022, un volcan sous-marin dans l'archipel des Tonga de l'océan Pacifique appelé le Hunga Tonga-Hunga Ha'apai est entré en éruption violemment. L'explosion a classé un six sur le indice d'explosivité volcanique, Ce qui en fait éruption la plus violente n'importe où dans le monde depuis le mont Pinatubo aux Philippines en 1991.
L'explosion a été entendue de l'autre côté de l'océan en Alaska, vers 6,000 miles, et déclenché vagues de tsunami qui a atteint la Russie, les États-Unis et le Chili. Un nuage de cendres, de gaz et d'eau a été éjecté à quelque 57 km dans l'atmosphère - le panache le plus élevé jamais enregistrée depuis un volcan.
Les cendres de l'éruption ont recouvert les îles voisines, forçant de nombreuses personnes à évacuer vers l'île principale. Autour 84% de la population des Tonga ont été touchés par des vagues de cendres et de tsunami au lendemain de l'éruption, et deux ressortissants tongans ont été tués.
Outre ces impacts locaux, le Hunga Tonga–Hunga Ha'apai se distingue de ses prédécesseurs pour une autre raison importante.
Habituellement, lorsqu'un volcan entre en éruption, les panaches de poussière et d'aérosols réfléchissent la lumière du soleil loin de la planète, provoquant une baisse des températures de surface. Par exemple, lorsque le mont Pinatubo est entré en éruption en 1991, les températures mondiales temporairement baissé de 0.5C. Cependant, l'éruption des Tonga a eu l'effet inverse.
Docteur Stuart Jenkins, du Université d'Oxforddu département de Physique atmosphérique, océanique et planétaire, est l'auteur principal de l'étude sur les "communications brèves". Il explique que le Hunga Tonga–Hunga Ha'apai a provoqué un réchauffement de surface grâce à la composition inhabituelle de son panache :
« La plupart des grandes éruptions sont dominées par leurs émissions de dioxyde de soufre, qui refroidissent temporairement la planète en dispersant la lumière solaire entrante. L'éruption des Tonga était inhabituelle car elle a plutôt libéré une grande quantité de vapeur d'eau dans la stratosphère - un puissant gaz à effet de serre - avec peu d'émissions de dioxyde de soufre.
"Pinatubo et Tonga peuvent en fait avoir des réponses de réchauffement opposées, ce qui rend le volcan Tonga particulièrement intéressant dans le contexte d'autres éruptions récentes."
Au total, l'étude révèle que l'explosion n'a projeté que 0.42 million de tonnes d'aérosols de dioxyde de soufre de refroidissement dans le stratosphère – une couche d'atmosphère commence à environ 10 km au-dessus de la surface de la Terre et s'étend vers le haut sur environ 40 km. Pendant ce temps, il a expulsé un total de 146 millions de tonnes d'eau, augmentant la teneur en vapeur d'eau de la stratosphère de 10 à 15 %.
"L'éruption des Tonga était définitivement inhabituelle", déclare Dr Mark Schoeberl – un chercheur de Columbia Société des sciences et de la technologie, qui a dirigé séparément selon une analyse de l’Université de Princeton sur le panache d'eau de l'éruption des Tonga. Il raconte à Carbon Brief que Hunga Tonga–Hunga Ha'apai "a envoyé une quantité d'eau sans précédent dans la stratosphère médiane".
Dr Luis Millán De Le laboratoire de propulsion par réaction de la NASA a également mené des un article dans l'hydratation de la stratosphère par l'éruption des Tonga. Il raconte à Carbon Brief que l'éruption a injecté suffisamment d'eau dans la stratosphère pour remplir 58,000 XNUMX piscines olympiques.
La vapeur d'eau s'est ensuite propagée dans une grande partie de la stratosphère, selon l'étude. Il ajoute que l'effet de réchauffement de la vapeur d'eau l'emportait sur l'effet de refroidissement des aérosols de sulfate, provoquant une augmentation temporaire des températures de surface mondiales.
Seuil 1.5C
Depuis son éruption en janvier 2022, les scientifiques ont étudié de manière approfondie l'impact du volcan, y compris l'impact sans précédent hauteur de son panache, son impact sur circulation atmosphérique et l'effet sur le bilan énergétique mondial. Cependant, cette étude est la première à étudier ce que le réchauffement temporaire signifie pour les seuils de température mondiaux.
Les auteurs utilisent un transfert radiatif modèle pour évaluer comment l'éruption des Tonga a modifié l'équilibre de l'énergie entrant et sortant de la surface de la terre, et trouver un effet de réchauffement de 0.12 Watts par mètre carré immédiatement après l'éruption.
Ils utilisent alors un modèle climatique pour estimer l'évolution de la température mondiale au cours de la prochaine décennie, en supposant que la quantité d'eau dans la stratosphère diminue de manière linéaire de janvier 2022 à janvier 2029.
Le graphique ci-dessous montre l'évolution de la température de surface moyenne mondiale par rapport à la moyenne de 1850-1900, avec et sans l'impact de l'éruption des Tonga, sur 2015-35, sous deux différents scénarios qui explorent les changements climatiques futurs.
Le graphique montre le scénario SSP1-1.9 à faibles émissions avec (bleu foncé) et sans (gris foncé) l'impact du volcan Tonga. Il montre également le scénario d'émissions modérées SSP2-4.5 avec (vert) et sans (gris clair) l'impact du volcan Tonga. Les principaux résultats sont représentés par des lignes colorées épaisses. Les lignes fines montrent la variabilité interannuelle et les lignes pointillées montrent la plage des résultats du 5e au 95e centile.
Ensuite, les auteurs demandent : que signifie cette augmentation de température pour le seuil de réchauffement de 1.5 C ?
L'année dernière, l'Organisation météorologique mondiale a estimé qu'il y avait une 50-50 chances des températures mondiales franchissant temporairement le seuil de réchauffement de 1.5 ° C pendant au moins un an entre 2022 et 2026. Cependant, cette estimation ne tient pas compte de l'effet de réchauffement de l'éruption des Tonga.
Le graphique ci-dessous montre la probabilité que les températures de surface mondiales dépassent le seuil de 1.5 °C sur la période 2015-35 (lignes pleines) dans les quatre scénarios étudiés ci-dessus, et la probabilité cumulée qu'aucune année n'ait encore dépassé 1.5 °C (lignes pointillées) pour chacun.
Le graphique montre que l'éruption des Tonga a augmenté les chances d'au moins un an sur 2022-26 ans de dépasser le seuil de réchauffement de 1.5 ° C de sept points de pourcentage. En d'autres termes, sous le scénario SSP1-19, la probabilité est passée de 50 à 57 %, tandis que sous SSP2-45, elle est passée de 60 à 67 %.
Pr Pasquale Sellitto du Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques a également publié séparément un article sur l'impact radiatif de l'éruption des Tonga. Il raconte à Carbon Brief que les travaux sont "un prolongement très intéressant des études précédentes sur l'impact climatique de cette éruption exceptionnelle", ajoutant que ses résultats sont "très raisonnables".
Cependant, il signale deux domaines où l'étude pourrait être améliorée. Tout d'abord, il dit que le papier suppose que la vapeur d'eau injectée dans l'atmosphère est "globalement bien mélangée", alors qu'en réalité, le panache était "confiné dans l'hémisphère sud ».
Deuxièmement, le document omet l'impact de refroidissement des aérosols de sulfate injectés dans l'atmosphère, déclarant que "le dépôt de dioxyde de soufre est sensiblement plus petit que le dépôt de vapeur d'eau qui l'accompagne". Cependant, Selitto dit que "la perturbation Hunga Tonga des aérosols stratosphériques est en fait la plus importante depuis l'éruption du Pinatubo en 1991".
Il conclut:
« Je pense que Jenkins et al. est un très bon point de départ pour estimer l'impact de la température de surface moyenne mondiale de l'éruption de Hunga Tonga en 2022, mais d'autres études sont nécessaires à l'avenir pour faire des estimations plus précises.
De même, Millán dit que si le seuil de 1.5 °C est franchi dans les années à venir, davantage d'exécutions de modèles seront nécessaires pour « discerner la contribution du petit Hunga de celle anthropique ».
accord de Paris
En 2015, les Nations Unies ont livré le Accord de Paris – un accord international pour limiter le réchauffement climatique à 2°C au-dessus des températures préindustrielles, tout en visant à maintenir le réchauffement en dessous de 1.5°C. Ces seuils de température sont depuis lors des repères clés pour progresser dans la lutte contre le changement climatique.
En tant que tel, le document indique que "la première année qui dépasse 1.5 ° C attirera une attention médiatique substantielle, même si une partie de cela résulte de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai".
Cependant, il souligne que le interprétation commune de l'Accord de Paris est que ses limites de température se réfèrent au réchauffement climatique à long terme attribuable à l'influence humaine - et non à l'effet supplémentaire de la variabilité climatique naturelle causée par des événements tels que les éruptions volcaniques. Ainsi, franchir temporairement le seuil de 1.5 °C sur la période 2022-26 en raison de l'éruption des Tonga ne dictera pas le succès ou l'échec de l'accord de Paris.
Jenkins dit à Carbon Brief que l'impact de l'éruption sur les températures mondiales est temporaire et s'estompera sur cinq à 10 ans. Il ajoute:
"Les Tonga ne contribuent que très peu à l'anomalie de température de surface aujourd'hui. Nous ne verrons pas l'impact des Tonga sur les événements liés au changement climatique comme les sécheresses ou les inondations, l'effet est tout simplement trop faible.
Jenkins et al. (2023) L'éruption des Tonga augmente le risque d'anomalie temporaire de la température de surface au-dessus de 1.5 ° C, changement climatique naturel, doi:10.1038/s41558-022-01568-2
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