Club des Argonautes,le changement climatique et le rôle de l'océan, l'observation océanique, l'énergie des mers

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Dossier sur le climat

Le Changement Climatique, où en est la recherche?

Février 2004 - Dernière mise à jour Avril 2008 

Les chercheurs observent....

IV- ... une élévation du niveau des mers

Le graphique ci-contre (d'après A. Cazenave) montre comment le niveau de la mer a évolué au cours des 140 000 dernières années, après un minimum correspondant à la période de glaciation maximum, il y a 18 000 ans environ, à plus de 120 m.

Il a plafonné au cours des 6 000 dernières années (partie gauche de la Figure 5).

 

....mais son taux d'augmentation s'est brutalement élevé à 1,8 mm/an au début du XX° siècle (partie droite de la figure 6). 

 

Depuis 1992 l’élévation du niveau de la mer se fait au rythme de 3,3 mm/an.

 

Il s'agit du niveau moyen, et comme pour tout paramètre géophysique que les chercheurs décrivent par une valeur moyenne, la répartition géographique des variations est loin d'être uniforme. Certaines régions sont plus touchées que d'autres, par exemple, entre 1993 et 2006, il a été proche de 20 mm/an dans le Pacifique intertropical ouest et à l’inverse de -10 mm/an dans le Pacifique est.

 

Avant l'existence de satellites altimètriques, le niveau de la mer était mesuré par des marégraphes développés à l’origine pour surveiller les marées, au service de la navigation. Ces instruments disséminés dans les ports n'offraient qu'une couverture partielle de la planète. Cependant, l’analyse de ces enregistrements a permis de reconstituer l'évolution du niveau de la mer avec une marge d'erreur certes, mais qui s'est améliorée au cours du temps. A partir de 1992, date de mise en service, du satellite altimétrique Topex Poséïdon, puis de son successeur Jason-1, fin 2001, les mesures de hauteur du niveau des mers sont connues en permanence, avec une précision remarquable et une couverture globale des océans. 

 

 

Variation du niveau des océans déterminé à partir des isotopes de l'oxygène depuis 140 000 ans

Mètres au dessous du niveau actuel 

0
50
100
150

0

20

40

60

80

100

120

140

Milliers d'année

Figure 5

mm/an      Taux de variation de la mer depuis 6000 ans
2

1,5
1
0,5

0

   6

5

 4    3               2 1               0

 Milliers d'années  6 = - 6000 ans  -  0 = Temps présent

Figure 6                 

Figure 6-a : Moyennes annuelles du niveau moyen global de la mer.

Partie rouge de la courbe : champs de niveau reconstitués (1870 à 1950)

Partie bleue : exploitation des mesures de réseaux de marégraphes (1950 à 1992)

Partie noire : mesures altimètriques par satellite (depuis 1992)

Le niveau de la mer est exprimé en mm par rapport à la moyenne de 1961 à 1990.

 

Les phénomènes responsables des variations actuelles du niveau moyen global des mers sont :

  • Le changement en volume lié à dilatation thermique de l'océan (effet stérique) provoquée par l'accroissement de la température associée au réchauffement climatique

  • Les changements en masse des océans résultant d’échanges d’eau avec les autres réservoirs : atmosphère, réservoirs d’eaux continentales, glaciers de montagne, calottes polaires hors banquise (principalement, le Groenland et l’Antarctique). 

La fonte de la banquise (glace de mer) ne contribue pas à l'augmentation du niveau moyen des mers.

 

Sur les 50 dernières années, les observations et les calculs montrent que le réchauffement de l’océan explique environ 22% de la hausse du niveau de la mer (0,4 des 1,8 mm/an observés).
La fonte des glaciers est  responsable  pour environ 0,5 mm/an de la hausse du niveau de la mer observée dans la période 1950-2000. Il subsiste un écart de 0,9 mm par an qui peut être expliqué par la fonte des calottes polaires hors banquise, mais aussi par les changements de stock des réservoirs d’eaux continentales de surface ou souterrains liés à la variabilité climatique et à l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine.

Si l'on s'intéresse aux 15 dernières années, on observe grâce aux satellites altimètriques Topex Poseïdon et Jason 1 que l'élévation du niveau moyen des mers est de 3,3 mm/an.

 

Depuis mars 2002, ont été mis en orbite deux petits satellites  gravimétriques jumeaux GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment), dont l'objectif est de cartographier les variations temporelles du champ de pesanteur terrestre. 
L'exploitation de ces mesures a permis de déterminer pour la période 2002-2006 la part respective de chaque phénomène responsable de l'élévation du niveau des mers qui se repartit comme suit :

Variation de la masse océanique : 1,4 mm/an
dont : 

  • Groenland : 0,4 mm/an

  • Antarctique : 0,16 mm/an

  • Eaux continentales : 0,2 mm/an

On en déduit par différence  : 

(1,4 - (0,4+0,16+0,2) = 0,64 mm/an pour les glaciers de montagne.

L'expansion thermique se déduit alors par différence :

 3,3 - 1,4 = 1,9 mm/an pour 2002-2006, ce  qui est assez bien corrélé avec les mesures in situ de la période 1993-2004. 

 

On constate que pour cette période, la dilatation thermique des océans contribue pour une plus grande part, soit 58% (au lieu de 22% pour les 50 dernières années), et que la fonte des glaciers s'est considérablement accélérée. 

 

Les rapports Océan et climats.


Deux constats montrent que les Océans jouent un rôle essentiel dans l'établissement des climats de la Terre :

  • couvrant environ 71% de la surface du Globe, les océans absorbent le rayonnement solaire en surface, transportent l'énergie ainsi reçue et la restituent dans l'atmosphère à des endroits et à des moments différents, de sorte que l'océan se comporte comme la "mémoire" de la machine climatique.

  • on estime qu'actuellement les océans absorbent près du quart du gaz carbonique produit par les activités humaines. et près de 90% de l'excès de chaleur dans la biosphère lié à l'augmentation en cours de l'effet de serre. 

Enfin, l'élévation du niveau des mers est annoncée comme une preuve du réchauffement: en effet, l'océan "se dilate" lorsque sa température moyenne augmente. 

 

Pour en savoir plus :

FAQ Qu'elles sont les variations actuelles du niveau de la mer?

Site du Legos

Site Aviso Altimètrie

Dossier CNRS

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