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Évolution du niveau moyen des mers vu par d'autres techniques

Depuis le début des années 1990, l'altimétrie est l'outil majeur de mesure continue, précise et quasi-globale du niveau moyen, et ce avec des mesures régulières (tous les 10 ou 35 jours).  Cependant, d'autres techniques ont existé bien avant, de nouvelles sont également apparues qui permettent d'une part de valider les résultats altimétriques, mais surtout de mieux comprendre les raisons des variations du niveau moyen des océans.

 

 

Evolution du niveau moyen global des océans sur les 20e et 21e siècles. La courbe rouge est basée sur les mesures de marégraphes [Church et White, 2006]. La courbe noire est la série altimétriques (zoomée sur la période 1993-2009). Des projections sur le 21e siècle sont également indiquées. La zone bleue claire est la projection AR4 du Giec pour les scénarios SRES d'émission de gaz à effet de serre. Les barres verticales sont des projections semi-empiriques; barre rouge [Rahmstorf 2007]; barre bleue foncée [Vermeer et Rahmstorf, 2009]; barre verte [Grinsted et al. 2009].

Marégraphes

Les plus longues séries de données de niveau de la mer proviennent des marégraphes, puisque pour certains (peu nombreux) on peut remonter à plus d'un siècle. Cependant, ils subissent les effets des mouvements des continents, et sont très inégalement répartis sur le globe : forcément près des côtes, mais aussi beaucoup plus nombreux, et plus anciens, en Europe et aux États-Unis.

Niveau moyen mesuré par les marégraphes depuis 1860 (Crédits Csiro)

Observations in situ de Température/Salinité

La température et la salinité en surface comme en profondeurs sont mesurées in situ par des flotteurs Argo ou des XBT. On calcule ainsi les variations du niveau thermostérique (c'est-à-dire dues à la température seule) ou stériques (dues à la température et à la salinité) sur la couche 0-700 m à partir des profils en température (T) ou en température et salinité (T/S). Cette technique permet donc de mesurer l'effet des changements de température de l'océan en premier lieu ; les apports d'eau douce ou l'évaporation ont également un effet indirect, par leur impact sur la salinité (mais cette mesure ne prend pas en compte les variations de la quantité d'eau dans l'océan).

Gravimétrie : satellite Grace

Les changements des masses d'eau dans l'océan (apport d'eau ou évaporation, déplacements) modifient le champ de gravité de la Terre. Le satellite Grace permet d'observer ces variations tous les 30 jours. Grace à lui, on peut estimer la quantité d'eau (fonte des glaces notamment) rajoutée dans les océans.

Modèles

Variations sur la période 1992-2009 du niveau des mers (mm.an-1) calculées à partir du modèle global Mercator Océan (1/4°) sans assimilation (pour avoir un résultat indépendant des mesures altimétriques qui font parties des données assimilées normalement). Un biais de 12 mm/an a été retiré de cette tendance. Cependant, cette carte est similaire sur bien des aspects à celles obtenues à partir de données in situ ou satellite, avec des structures qui se ressemblent beaucoup (par exemple l'élévation du niveau sur le Pacifique Tropical ouest, la baisse à l'est). (Crédit G. Garric, Mercator Océan).

Les modèles d'océan décrivent l'océan dans ses trois dimensions (horizontalement et verticalement), ainsi que son évolution dans le temps (dimension temporelle ou quatrième dimension). Un modèle est une description mathématique de phénomènes physiques. Dans le cas de l'océan, tout comme de l'atmosphère, le modèle mathématique décrit le mouvement des fluides (eau, air) à la surface de la Terre, ainsi que les transports de chaleur (la température) et de matière (les sels) qui leurs sont associés.

Références