Le niveau des océans s’élève-t-il ?

La réponse de

Auteur Anny Cazenave

Anny Cazenave

Anny Cazenave est chercheure au Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS) à Toulouse. Ses recherches portent sur l’étude de la planète (terre solide et enveloppes fluides de surface) par les techniques spatiales. Elle s’intéresse actuellement à l’évolution du niveau des océans en liaison avec le changement climatique. Elle contribue aux travaux du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (2004-2007, pour le 4e rapport et 2010-2013, pour le 5e rapport). Anny Cazenave est membre de l’Académie des sciences et membre étranger des académies des sciences américaine et indienne.

Centre national de la recherche scientifique
Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat
Auteur Benoit Meyssignac

Benoit Meyssignac

Benoit Meyssignac est chercheur au Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS) de Toulouse. Depuis 2009, il exploite les données des satellites et des marégraphes pour estimer les variations du niveau de la mer aux échelles interannuelles à multidécennales, sur l'ensemble du globe. Il cherche à déterminer les causes climatiques des variations du niveau de la mer et à quantifier le rôle joué, sur ces variations, par les forçages extérieurs au système climatique (variabilité solaire, activité volcanique ou activité humaine).

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Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat

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Le niveau des mers s’était stabilisé il y a environ 3 000 ans, à la fin de la déglaciation associée à la dernière période glaciaire. Les observations des marégraphes, disponibles depuis 150 ans, indiquent que la mer a recommencé à monter au cours du xxe siècle. Pour les deux dernières décennies, nous disposons également des observations des satellites altimétriques1 franco-américains Topex/Poseidon, Jason-1 et Jason-2, développés par le Centre national d’études spatiales (Cnes) et la NASA, depuis 1992. Ces observations satellitaires ont l’avantage d’être globales et uniformément réparties sur l’ensemble des océans, au contraire du réseau marégraphique. Depuis 1992, elles montrent que la vitesse d’élévation des mers a presque doublé par rapport aux décennies précédentes. Cette élévation atteint aujourd’hui 3,2 millimètres par an, en moyenne2.

 

<p>La courbe noire a été reconstruite par Church et al. (2011) à partir des marégraphes. La région grisée indique la barre d'erreur de cette courbe.<br />
Dans l'encart, la courbe rouge donne le niveau global de la mer, calculé à partir des données altimétriques de 1993 à 2011. Cette courbe est une moyenne à 3 mois des données altimétriques. (Ces données proviennent du site <a href="http://www.aviso.oceanobs.com/en/data/products/seasurface-height-products/global/msla/index.html"><span class="caps">AVISO</span></a>)</p>

Tout suggère que la hausse actuelle du niveau moyen global de la mer est liée au réchauffement climatique affectant la planète depuis quelques décennies car cette élévation est causée par la dilatation thermique3 de l’océan et par la fonte des glaces continentales.

Les causes de l’élévation du niveau des mers

Au cours de la deuxième moitié du xxe siècle, l’océan s’est beaucoup réchauffé. Il stocke actuellement plus de 90 % de l’excès de chaleur accumulée dans le système climatique au cours des 50 dernières années. Causée par l’augmentation de la température de la mer, la dilatation thermique des océans explique une partie de la hausse observée du niveau marin.
Depuis quelques années, on assiste à un déclin important des glaces continentales. Les glaciers de montagnes fondent et les glaciers périphériques du Groenland et de l’Antarctique de l’ouest s’écoulent dans l’océan à une vitesse4 accélérée. C’est l’autre grande cause de l’élévation actuelle du niveau de la mer.
Pour les deux dernières décennies, la dilatation thermique de l’océan, la fonte des glaciers de montagne et la perte de masse des calottes polaires contribuent, chacune, pour environ un tiers, à la hausse observée du niveau de la mer.

Grâce à leur couverture complète du domaine océanique, les satellites altimétriques nous ont aussi révélé que la hausse du niveau de la mer est loin d’être uniforme. Dans le Pacifique ouest, par exemple, la mer s’est élevée 2 à 3 fois plus vite qu’en moyenne depuis 20 ans. Nous savons aujourd’hui que cette importante variabilité régionale est causée par la répartition non uniforme de la chaleur dans l’océan. Résultat : la mer monte plus vite dans certaines régions que dans d’autres.

 

<p>Tendances du niveau de la mer entre janvier 1993 et décembre 2011, calculées à partir des données des satellites Topex, Jason1-2, <span class="caps">ERS</span> 1-2 et Envisat. La moyenne globale de ces tendances s'élève à 3,2 mm/an.</p>




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Estimations du niveau des mers pour le XXIe siècle

La hausse du niveau de la mer constitue une menace sérieuse pour de nombreuses régions côtières basses, souvent très peuplées, de la planète. On s’attend à une hausse accrue du niveau de la mer au cours du xxie siècle à cause de la dilatation thermique de l’océan, qui se poursuivra, et, surtout, à cause de la fonte des glaces continentales. Si la calotte polaire du Groenland venait à disparaître, le niveau de la mer s’élèverait de 7 mètres ! Un tel événement, s’il se produisait, prendrait cependant plusieurs siècles, voire plusieurs millénaires.

On ne sait pas encore avec précision quelle sera la contribution des calottes polaires au niveau de la mer au cours des prochaines décennies. Mais certaines estimations récentes5 de l’ensemble des contributions climatiques à la hausse du niveau marin (dilatation thermique et fonte des glaces continentales) suggèrent qu’une hausse moyenne de la mer de l’ordre de 50 cm à 1 m n’est pas à exclure à l’horizon 2100, avec de fortes variations d’une région à l’autre.

Dans nombre de régions côtières basses de la planète, la hausse du niveau de la mer se conjugue avec d’autres facteurs non climatiques, ce qui rend ces littoraux encore plus vulnérables. Parmi ces facteurs, nous pouvons citer l’enfoncement du sol lié à des phénomènes naturels (par exemple, la surcharge des sédiments accumulés dans les deltas des grands fleuves) ou à des activités humaines (le pompage des eaux souterraines ou du pétrole). D’autres facteurs contribuent également à modifier la morphologie de la côte : la diminution des apports sédimentaires à la mer par les fleuves (causée par la construction de barrages), l’urbanisation intensive du littoral, les variations des courants côtiers, etc.

Pour de nombreuses régions du monde (y compris la France et ses départements et territoires d’outre-mer), la contribution respective de ces différents facteurs à l’érosion du littoral est encore incertaine. En réponse aux forçages anthropique et climatique, des modèles d’évolution et de vulnérabilité des zones côtières sont des outils d’aide à la décision devenus indispensables pour les responsables politiques en charge de l’aménagement du territoire.

Notes

  • 1. Fu, L., et A. Cazenave, Satellite Altimetry and Earth Sciences: A handbook of techniques and applications, Academic Press, 2001.
  • 2. Meyssignac, B. et A. Cazenave, 2012 : Sea level: A review of present-day and recent-past changes and variability. Journal of Geodynamics, 58(0), 96-109.
  • 3. Une eau chaude est plus volumineuse qu’une eau froide.
  • 4. Steffen, K., R. H. Thomas, E. Rignot, J. G. Cogley, M. B. Dyurgerov, S. C. B. Raper, P. Huybrechts et E. Hanna, 2010 : Cryospheric contributions to sea-level rise and variability, dans : Understanding sea-level rise and variability, J. A. Church, P. L. Woodworth, T. Aarup et W. S. Wilson (éd.), Wiley-Blackwell, p. 177-225.
  • 5. 5. Church, J. A., J. M. Gregory, N. J. White, S. M. Platten et J. X. Mitrovica, 2011 : Understanding and projecting sea level change. Oceanography, 24(2), 130-143.

Glossaire

  • Déglaciation
    Période de transition rapide entre un climat glaciaire et un climat interglaciaire, associée à une fonte de calottes de glace et à un réchauffement global.
  • Glaciaire (période)
    Époque caractérisée par la présence de calottes glaciaires sur l’Amérique du Nord et sur l’Eurasie, qui peuvent atteindre, par endroits, de 4 à 5 km d’épaisseur, et qui s’étendent sur plusieurs milliers de kilomètres. Cette période est également marquée par une chute du niveau moyen des mers (jusqu’à 130 m au dernier maximum glaciaire, il y a environ 20 000 ans).
    [D’après Marie-Antoinette Mélières (LGGE) en collaboration avec Estelle Poutou - © CNRS/sagascience]
  • Marégraphe
    Instrument qui mesure les hauteurs du niveau de la mer exprimées par rapport à un plan de référence arbitraire et local. À ce titre, les marégraphes donnent des mesures du mouvement relatif du niveau de la mer par rapport à la côte sur laquelle ils reposent. On trouve des marégraphes dans les principaux ports du monde. Les premiers marégraphes datent du XVIIIe siècle.
  • Calottes polaires
    Etendues de glace recouvrant une grande surface continentale sur plusieurs milliers de kilomètres, situées au voisinage des pôles. L’épaisseur des calottes varie de un à plusieurs kilomètres.
    [D’après Marie-Antoinette Mélières (LGGE) en collaboration avec Estelle Poutou - © CNRS/sagascience]
  • Forçages
    Facteurs de variabilité du climat externes au système climatique. Ils peuvent être d’origine naturelle (variabilité solaire, volcanisme, etc.) ou humaine (par exemple, modifications de la composition chimique de l’atmosphère via l’émission de gaz à effet de serre).
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