Il est déja trop tard

Le niveau de la mer a monté d’environ 20 cm depuis le début du 20^ème siècle, avec une moyenne annuelle de l’ordre de 3mm/an.

A quoi est due cette élévation ? Que montrent les observations ?

Le niveau de la mer a toujours fluctué. Il y a 20000 ans, l’hémisphère Nord était en grande partie recouvert de glace et le niveau de la mer était de 120 m plus bas qu’actuellement. Lors de la fonte des calottes glaciaires, le niveau a progressivement remonté puis s’est stabilisé il y a environ 3000 ans. Depuis, le niveau a peu varié (quelques dizaines de cm en 3000 ans). Mais, durant le 20^ème siècle, l’élévation s’est accélérée : 15 à 20 cm en 1 siècle, avec une moyenne annuelle de 1,7 ± 0,5 mm/an et 1,8 ± 0,5 mm/an depuis les années 1950, ce qui représente une valeur 10 fois supérieure à celle des derniers millénaires


Observations :

Depuis 1992, des satellites altimétriques Topex-Poséïdon (de 1992 à 2006) puis Jason (depuis fin 2001) mesurent les variations absolues du niveau de la mer. L’analyse de ces observations indique une hausse de 2,9 ± 0,5 mm/an depuis 1993. Cette valeur est à ajuster en tenant compte de l’effet du rebond post glaciaire : l’impact de ce rebond postglaciaire correspond à une déformation des bassins océaniques, responsable d’une baisse de 0,3 mm/an. L’élévation réelle devient donc : 3,2 mm/an

Cette élévation n’est pas uniforme : Dans le Pacifique Ouest, la hausse est 4 fois supérieure à la moyenne, alors que dans le Pacifique Est, le niveau a baissé depuis 1993.

L’élévation du niveau de la mer s’est accélérée par rapport aux siècles (et millénaires) derniers. 2 causes principales à ces variations du niveau de la mer :

- Les variations de température et de salinité entrainent des changements de densité, donc de volume : ce sont les variations stériques.

- Les échanges d’eau douce entre l’océan et les autres réservoirs de surface sont responsables des variations de la masse totale de l’océan, donc de son volume et du niveau de la mer.

Dans quelles proportions interviennent chacun de ces paramètres, variations stériques et apport d’eau douce ?

Les variations stériques :

Les variations de salinité sont faibles par rapport aux variations thermiques. On ne traitera donc que les variations thermiques.

Sur la période 1955 à 2000, les 700 premiers mètres de l’océan ont absorbé une énorme quantité de chaleur, environ 14,5.10²² joules, soit 15 fois plus que ce que les continents ont absorbé et 20 fois plus que ce que l’atmosphère a absorbé. Ce chiffre indique donc que 85 % du réchauffement total de la planète est localisé dans l’océan.

Sur la période 1955-2003, l’expansion thermique représente 0,4 ± 0,1 mm/an sur les 1,8 ± 0,5 mm/mm de hausse totale, soit environ 25 %.

Si l’on restreint la période à 1993-2003, les effets de l’expansion thermique passent à 1,5 ± 0,3 mm/an. Au cours de cette même période, le niveau de la mer s’est élevé de 3,1 ±0,4 mm/an.

L’expansion thermique représente donc 50 % de la hausse du niveau de mer sur la période 1993-2003, soit une part 2 fois plus importante que sur la période 1955 – 2003.

-         L’expansion thermique présente de grandes différences régionales, tout comme l’élévation du niveau de la mer puisque les variations du niveau de la mer sont dues, en grande partie, à la redistribution non homogène de la chaleur par la circulation océanique.

-         De plus, la répartition géographique de l’expansion thermique est très différente d’une période à l’autre, en lien avec les grandes perturbations climatiques océan-atmosphère, El Nino, Oscillation Nord-Atlantique, Oscillation Pacifique.

Les échanges d’eau douce :

Un autre paramètre intervenant dans le niveau de la mer est l’apport en eau douce : la fonte des glaces continentales et les échanges d’eau douce avec les réservoirs continentaux.

-         La fonte des glaces :

- Sur les 40 dernières années, la fonte des glaciers de montagne représente une élévation du niveau de la mer de 0,5 ± 0,2 mm/an, avec une accélération à 0,8 ± 0,2 mm depuis le début des années 1990.

- Sur la période 1993-2006, la perte de masse du Groenland représente 0,3 ± 0,1 mm/an, toujours avec une tendance à l’accélération.

- Pour l’Antarctique : La partie Est gagne de la masse alors que la partie Ouest en perd. Au global, la perte est plus importante que le gain. La perte de masse de l’Antarctique représente une élévation de 0,1 ± 0,3 mm/an.

Si l’on récapitule, sur la période 1993-2003 :

- la hausse du niveau de la mer est de 3,1 ± 0,4 mm/an.

- la fonte des glaces représente 1,2 ± 0,4 mm/an depuis 1993, soit environ 40 %.

- l’expansion thermique représente 1,5 ± 0,3 mm/an

On explique donc 2,7 ± 0,5 mm/an par l’expansion thermique et la fonte des glaces.

Reste à expliquer la différence, 0,4 mm/an

Le stock d’eaux continentales :

Les stocks d’eaux continentales sont : les lacs, les fleuves et rivières, les mers intérieures, le manteau neigeux, les sols et les nappes souterraines.

Sur la période 1950-2003, les résultats montrent que la variation des stocks d’eaux continentales est quasiment nulle. Cependant, il y a d’importantes fluctuations interannuelles et décennales, équivalent à plusieurs mm d’élévation du niveau de la mer. Les variations des stocks d’eaux continentales compensent donc, en partie, les oscillations décennales (El Nino, Oscillation Nord-Atlantique, Oscillation Pacifique), de l’expansion thermique. Ce qui peut s’expliquer : lorsque l’océan se réchauffe, l’expansion thermique augmente, il y a donc plus d’évaporation, donc plus de précipitations, donc plus d’eau stockée sur les continents.

Activités humaines

Les activités humaines ont-elles aussi, un rôle  dans l’élévation du niveau de la mer. En effet, les barrages, réservoirs, irrigation tendent à limiter le ruissellement et donc à faire baisser le niveau. A contrario, les pompages des nappes phréatiques, la déforestation et l’urbanisation contribuent à l’élévation en augmentant le ruissellement.

Mais au final, la contribution de l’homme est encore mal connue (faute de données). Certains estiment l’impact de l’activité humaine comme négligeable ???

GRACE

Depuis 2002, la mission spatiale GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) a été lancée. Ses observations permettent de mesurer les variations des stocks d’eaux continentales dues à la variabilité climatiques et aux activités humaines. Les résultats sont tout à faits conformes à ceux obtenus précédemment.

Sur la période 2002 – 2006 :

-         les principaux bassins hydrologiques ont contribué à une élévation du niveau de la mer de 0,2 ± 0,1 mm/an

-         Le Groenland : 0,4 ± 0,05 mm/an

-         L’Antarctique : 0,2 ± 0,1 mm/an

-         Variations de masse de l’océan : 1,3 ± 0,5 mm/an

-         Variations stériques (expansion thermique + variations de salinité) : 1,9 ± 0,5 mm/an

BILAN :

Le niveau moyen de la mer s’élève de 3,2 mm/an depuis 1993.

Cette hausse est due à :

- l’expansion thermique des océans pour 40 à 60 %,

- la fonte des glaciers de montagne pour 20 à 30 %,

- les calottes polaires (et surtout le Groenland) pour 10 à 20 %,

- les échanges d’eau entre les océans et les réservoirs continentaux pour moins de 10 %.

Que va-t-il se passer dans les décennies à venir ?

Les membres  GIEC indiquent que le niveau va encore monter : environ 4 ± 2 mm/an, ce qui représente une élévation de 20 à 60 cm en un siècle.

Les facteurs dus à cette élévation restent les mêmes, avec toujours une part dominante à l’expansion thermique (70 à 75 %). L’incertitude venant des calottes polaires, qui pourrait s’accélérer, les élévations du niveau de la mer seraient alors sous-estimées.

Il reste encore beaucoup d’incertitudes quant à la répartition régionale.

Voir aussi :

Le réchauffement climatique

Conséquences du réchauffement et évènements extrêmes

Le changement climatique : quels impacts sur les pôles ?

L’océan, moteur du climat

El Nino et la Nina

L’Oscillation Nord-Atlantique

Les océans et le changement climatique

Quand la mer monte…

Peut-on s’adapter à un climat qui change?

Copenhague, pourquoi ?

Semaine du développement durable du 01 au 07 avril 2010