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Les différentes contributions à l’élévation du niveau des océans

Soumis par sur 2016/02/19 – 20:54

Hausse niveau océans_Cape CodLa hausse du niveau des océans menace les populations vivant sur les îles océaniques et près des côtes continentales. Ce phénomène résulte principalement du réchauffement plantaire : dilatation thermique de l’eau océanique et fonte des glaciers groenlandais et antarctique. Mais d’autres effets, d’origine anthropique contribuent eux aussi, à cette augmentation. Pour bien comprendre et prévoir ce phénomène, il est nécessaire de bien quantifier les différents facteurs qui y contribuent. Deux articles récents [2,3] apportent des précisions sur ce point.

L’élévation globale du niveau des océans

Au cours du 20e siècle, la hausse du niveau des océans (HNO) a été en moyenne de 1,7 mm/année [1]. Au cours des deux dernières décennies, et se situe pour la période couvrant les deux dernières décennies à 3,3 ± 0,4 mm/an, comme l’illustre la figure ci-dessous. On remarquera qu’en plus de l’augmentation l’HNO oscille de façon cyclique, en fait de façon saisonnière. La raison de cette fluctuation sera abordée plus loin.

Hausse du niveau des océans

Évolution du niveau océanique en fonction du temps. La légende indique les différentes missions qui ont permis les mesures. La variable ΔMSL correspond à l’écart par rapport à une valeur de référence autour de 1996 (MSL signifie “mean sea level”). Source : Sea-Level Research Group, University of Colorado, 2015, données publiées dans [5].

Dilatation thermique et fonte des glaciers

La plus grande contribution à la HNO est due à la dilatation (ou expansion) thermique de l’eau océanique causée par le réchauffement climatique. Les scientifiques parlent de contribution « stérique ». Selon les dernières estimations [2], cette contribution serait pour la période 2002-2014 [4] de 1,38 ± 0,16 mm/an. La seconde contribution provient de la fonte des inlandsis du Groenland (environ 0,75 mm/an [2,3]) et de l’Antarctique (0,26 [2] ou 0,49 [3] mm/an).

La contribution des continents

La troisième contribution est qualifiée « d’hydrologique ». Elle a pour origine les écoulements ou les rétentions de l’eau douce sur les continents. À ce titre, les continents occupant principalement l’hémisphère Nord, la formation de la glace l’hiver et la fonte au printemps causent des variations saisonnières du niveau océanique dans les océans dont il a été question ci-dessus. En chiffre, le cycle saisonnier de l’eau se manifeste par la rétention puis l’écoulement d’une masse de 6000 ± 1400 Gt, soit l’équivalent d’une oscillation annuelle moyenne du niveau océanique HNO de 17 ± 4 mm [3]. Une fois cette variations cyclique supprimée, la HNO montre des irrégularités qui semblent très bien corrélées avec les oscillations El Niño/La Niña [5].

Mais, il existe aussi des effets à plus long terme. Premièrement, du fait du réchauffement terrestre, les glaciers montagneux fondent et rétrécissent progressivement avec le temps, ce qui contribue à augmenter la HNO, et ce à un rythme variant entre 0,38 mm/an [2] à 0,65 mm/an [3]. Deuxièmement, il faut ajouter l’accroissement des écoulements dû aux prélèvements anthropiques dans les aquifères et la rétention des écoulements des rivières par les barrages hydroélectriques. Globalement, la contribution hydrologique moyenne d’origine anthropique à la HNO est positive et estimée à 0,38 mm/an [3].

Concernant les facteurs « hydrologiques », il y a une dernière contribution que des chercheurs ont tenté d’évaluer récemment [3]. En effet, du fait des changements climatiques, les écoulements, les précipitations et l’évapotranspiration qui se déroulent sur les continents évoluent, de sorte que leur contribution à la HNO change également. Selon cette étude parue dans la revue Science, la composante hydrologique liée au climat aurait un effet globalement négatif sur la HNO, à hauteur de –0.71 ± 0.20 mm/an [3].

La correction due aux fonds océanique

Il y a enfin une dernière contribution qui doit être considérée à part mais qui doit être prise en compte comme une correction pour les mesures altimétrique du niveau océanique. Du fait de la fonte des glaciers continentaux qui recouvraient l’Amérique du Nord et l’Europe il y a 20 000 ans, les plateaux continentaux s’élèvent et les fonds marins s’enfoncent. Il s’agit d’une réponse viscoélastique du manteau qui a été soulagé très rapidement d’une charge importante à cette époque et dont on ressent encore aujourd’hui les effets. On compare ce phénomène à un processus « de rebond » du manteau terrestre. Il semble bien admis que ce phénomène doit être pris en compte en corrigeant les mesures du niveau des océans d’une valeur de -0.3 mm/an. Cette correction est bien connue dans le domaine par le terme anglais glacial isostatic adjustment (GIA).

Bilan

Le tableau ci-dessous représente un bilan des différentes contributions à la HNO. Il faut cependant prendre garde aux valeurs qui sont données ici puisqu’elles sont issues de différentes études et que la science évolue vite dans ce domaine. Il vaut mieux considérer ces nombres à titre indicatif plutôt que comme des valeurs « absolues ». De fait, la somme des contributions ne tombent pas juste !

Bilan hausse niveau des océans

Bibliographie

[1] IPCC, Climate Change 2013 – The Physical Science Basis (2013) Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report, Cambridge University Press, Cambridge.
[2] R. Rietbroek et coll. Revisiting the contemporary sea-level budget on global and regional scales, Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 113 (2016) 1504.
[3] J. T. Reager et coll. A decade of sea level rise slowed by climate-driven hydrology, Science 351 (2016) 699.
[4] Sauf mention contraire, les valeurs contribution à la HNO correspondent à la période 2002-2014.
[5] R. S. Nerem, et coll. Estimating mean sea level change from the TOPEX and Jason altimeter missions Marine Geodesy 33 (2010) 435.

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