Volcans et climat - Notions de climatologie

Quelques précisions sur la climatologie avant de parler de volcano-climatologie :

La climatologie, branche de la géographie physique, est l'étude du climat, c'est-à-dire la succession des conditions météorologiques sur de longues périodes dans le temps … versus la météorologie, qui étudie le climat à court terme.

En règle générale, le climat ne varie pas, ou assez peu, en un endroit donné du globe, sur une durée de l'échelle du siècle. Mais sur des temps géologiques, le climat peut changer considérablement. L'étude des climats passés est la paléoclimatologie. Cette étude en fonction de l'histoire humaine s'appelle climatologie historique.

La climatologie … une science pluridisciplinaire :

Fonctionnement du climat - facteurs de refroidissement - doc. Climate and global environmental changes /Pearson education, Harlow, UK 2000

La production de modèles climatiques numériques, nécessaires à la compréhension de la variabilité du climat et l’anticipation de ses changements à moyen et long terme, exige la maîtrise des nombreux paramètres qui influencent le système climatique :

- connaissance de l’atmosphère et de sa structure

– maîtrise des caractéristiques de la circulation atmosphérique.
– connaissance des interactions entre océan et atmosphère, soit les différents courants marins, l’IOD – Indian Ocean Dipole, l’ENSO – El Nino Southern Oscillation, la NAO - North Atlantic Oscillation..

Ce modèle atmosphérique en haute résolution a été créé par le superordinateur Discover du centre de simulation climatique au Goddard Space Flight Center de la NASA, en utilisant le Modèle Goddard du Système d'Observation (climatique) de la Terre, Version 5 (satellites météorologiques GOES-5) et présente ainsi la distribution globale des aérosols.

La poussière (rouge) est soulevée de la surface, le sel marin (bleus) tourbillonne à l'intérieur des cyclones, les fumées (vertes) s'élèvent des feux et des particules de sulfate (blanches) sont relâchées par les volcans et les émissions de combustible fossile.- Image credit: William Putman, NASA/Goddard

– l’énergie solaire, ses apports et variations

– l’effet de serre et les implications des activités humaines sur celui-ci.

                            Rayonnement solaire et effet de serre - doc. Robert A. Rohde

- les mouvements de la Terre influencent aussi le climat. Interviennent différents paramètres :

- la précession (Modification de la direction de l'axe de rotation d'un corps.) des équinoxes : l’axe incliné de la terre, qui justifie l’existence de différentes saisons, varie au cours du temps pour décrire un cône en 25.868 années

– la précession du périhélie : l’orbite terrestre elliptique effectue une rotation.

– l’obliquité de l’axe terrestre varie entre 21°59’ et 24°50’ sur une période de 41.000 années. Quand l'obliquité atteint 24°50' cela entraîne des hivers rigoureux aux latitudes moyennes. Mais lorsque l'obliquité est moins importante ça favorise les glaciations et inverse lorsqu'elle est plus importante.

– l’influence du soleil et des autres planètes entraîne des variations des paramètres de l’orbite terrestre … et une variation du flux global de rayonnement solaire reçu par notre planète.

La climatologie s'appuie aussi sur des relevés historiques, tant physico-chimiques, et obtenus par l’analyse des carottes glaciaires, que strictement livresques, et nécessitant la compulsion d’archives et le recoupement d’informations de qualité.

Courbe de population et % de décès et naissance en Islande entre 1740 et 1820 - le pic de décès et de diminution dn nombre d'humains liés à l'éruption de 1783 est marqué - doc. northernlite.ca

La volcano-climatologie :

Sur ces systèmes complexes qui gèrent le climat et son évolution historique, vient se greffer l’impact des volcans et de leurs émissions.

                               Schéma des effets des éruptions volcaniques sur le climat

Cette nouvelle branche de la volcanologie sera à fortiori multidisciplinaire, et fort dépendante de l'informatique pour la gestion d'innombrables données tant socio-historique que scientifique.

Un exemple nous est donné par le schéma ci-dessous :

Multigraphe de 2011 / Kelly O'Day - regroupant des anomalies de température -l'effet Nino - l'épaisseur optique des aérosols stratosphériques - index sato - le VEI et quelques grandes éruptions récentes 1960-2010.

Demain, l'impact des volcans sur le climat ... et l'impact du climat sur l'activité volcanique.

Sources:

- La Climatologie - facteurs climatiques et types de climat.

- Volcanic air pollution and mortality in France 1783–1784 / Pollution atmosphérique volcanique et mortalité en France de 1783–1784 - by John Grattan, Roland Rabartin, Stephen Self , Thorvaldur Thordarson

- Atmospheric impact of the 1783–1784 Laki Eruption: Part II
Climatic effect of sulphate aerosol - by E. J. Highwood and D. S. Stevenson