Ces comparaisons des cartographies des tendances du niveau de la mer
thermost´erique confirment que l’expansion thermique des oc´eans contribue de
mani`ere significative `a la r´epartition g´eographique des tendances du niveau de
la mer observ´e sur la p´eriode altim´etrique totale. Ces analyses confirment les
r´esultats r´esum´es dans le dernier rapport de l’IPCC-AR4 (Bindoff et al. [2007]).
5.3 Interpr´etation du signal r´esiduel entre les
va-riations observ´ees du niveau de la mer et
l’ex-pansion thermique des oc´eans : les diff´erences
r´egionales
Le niveau de la mer thermost´erique explique en grande partie les structures
r´egionales des taux de variation du niveau de la mer observ´e par altim´etrie
spatiale. Cependant, des diff´erences subsistent entre les cartographies des
tendances du niveau de la mer observ´e et de la composante thermost´erique.
La carte de la figure 5.5 correspond `a la distribution g´eographique des taux
r´esiduels sur la p´eriode 1993-2009 entre le niveau de la mer observ´e et
l’ex-pansion thermique.
Plusieurs grandes structures correspondent `a des r´esidus r´egionaux
posi-tifs. Ceci correspond `a un signal du niveau de la mer observ´e plus important
que la contribution thermost´erique. Ces diff´erences sont d ˆues `a divers facteur :
la salinit´e, la contribution des couches profondes, le rebond post-glaciaire et les
effets de la circulation oc´eanique.
- Le niveau de la mer halost ´erique
Nous savons que le niveau de la mer halost´erique (variation de la salinit´e
uniquement) ne contribue quasiment pas en moyenne globale au signal du
niveau de la mer. Mais, cette composante pr´esente une signature r´egionale
non n´egligeable (Wunsch et al. [2007]; Lombard et al. [2009]). Dans certaines
r´egions, une augmentation de la salinit´e induit des variations du niveau de
la mer qui compensent l’expansion thermique. Une augmentation locale de la
FIG. 5.5 – Cartographie r´egionale des r´esidus des vitesses entre le niveau de la mer
observ´e (par altim´etrie spatiale) et la composante thermost´erique (calcul´ee `a partir des
donn´ees de Levitus et al.[2009]) sur la p´eriode 1993-2009.
salinit´e de la colonne fluide implique une baisse du niveau de la mer st´erique
(Wunsch et al. [2007]).
- La contribution des couches profondes
Un autre facteur pouvant expliquer les diff´erences de la figure 5.5 est
la contribution des couches profondes non prises en compte (au-del `a de
700m) lors de l’estimation des vitesses de variation du niveau de la mer
ther-most´erique (figures 5.3(a) et 5.4(a)). Antonov et al. [2005] estiment que les
couches profondes peuvent contribuer jusqu’ `a 30% du signal thermost´erique
total. Or la couverture des donn´ees hydrographiques au-dessous de 700m est
trop faible sur la p´eriode altim´etrique totale pour estimer avec pr´ecision la
contribution des couches profondes aux variations r´egionales du niveau de la
mer. Ce probl`eme est en partie r´esolu avec les flotteurs profilant Argo. Nous
5.3 Interpr´etation du signal r´esiduel entre les variations observ´ees du niveau de la
mer et l’expansion thermique des oc´eans : les diff´erences r´egionales
avons maintenant acc`es aux donn´ees de temp´erature et de salinit´e jusqu’ `a
2000m pour les ann´ees r´ecentes seulement.
- Les variations de masse d’eau douce entre les oc ´eans et les continents
Les apports et les retraits de masse d’eau douce aux oc´eans modifient
lo-calement le bilan hydrologique Evaporation-Pr´ecipitations-Ruissellement. Ces
variations du bilan hydrologique peuvent entraˆıner des variations locales du
niveau de la mer. Ces variations des param`etres hydrologiques, qui ont une
in-fluence directe sur la salinit´e locale des eaux de surface des oc´eans, sont li´ees
aux variations du bilan Pr´ecipitations-Evaporation sur les oc´eans, `a la fonte
des glaciers de montagne, des calottes polaires ainsi qu’aux ´echanges d’eau
douce avec les continents.
- Le signal du rebond post-glaciaire : effet de la derni `ere d ´eglaciation
La Terre solide et les oc´eans enregistrent la r´eponse de la fonte des grandes
calottes polaires du dernier maximum glaciaire, il y a -20 000 ans. La r´eponse
´elastique et visco´elastique de la Terre solide engendre des modifications non
uniformes dans les taux de variation du niveau de la mer (Peltier [2004]; Plag
[2006]). La fonte des calottes de glace se traduit par les variations locales de
self-gravit´e ainsi que des d´eformations de la Terre sous la charge variable
engendr´ee par ces masses d’eau. Ce ph´enom`ene produit une ´el´evation de la
cro ˆute terrestre aux emplacements des anciennes calottes glaciaires et, des
baisses locales aux alentours de celles-ci. De plus, ce ph´enom`ene se caract´erise
par des variations r´egionales du niveau de la mer r´esultant des effets de
self-gravitation, de d´eformation de la cro ˆute mais aussi de la rotation terrestre en
raison de la redistribution de masse.
- Effets de la fonte actuelle des glaciers de montagne et des calottes polaires
La fonte actuelle des glaciers de montagne, du Groenland et de
l’Antarc-tique, engendre des variations r´egionales des vitesses du niveau de la mer.
Mitrovica et al. [2001, 2009] et Tamisiea et al. [2001] ont utilis´e un mod`ele de
Terre visco´elastique de Maxwell afin de caract´eriser la distribution r´egionale des
changements des vitesses du niveau de la mer au moment de la fonte partielle
de chacun de ces trois r´eservoirs de glace continentale (Antarctique, Groenland
et glaciers de montagne, voir figure 5.6).
FIG. 5.6 – Distribution g´eographique des variations du niveau de la mer cons´ecutives
`a une fonte a) de l’Antarctique, b) du Groenland et c) des glaciers de montagne, pr´edite
par Mitrovica et al. [2001, 2009] et Milne et al. [2009]. Les variations du niveau de la
mer sont normalis´ees et correspondent `a une contribution de chaque masse glaciaire
de 1 mm/an de hausse du niveau moyen global de la mer.
- Les changements de la circulation oc ´eanique
Des simulations num´eriques (Stammer [2008]) ont montr´e que l’apport d’eau
douce d ˆu `a la fonte du Groenland et de l’Antarctique pourrait entraˆıner des
changements majeurs de la circulation oc´eanique globale. Stammer [2008]
montre que l’apport d’eau douce g´en´er´e par la fonte du Groenland engendre
une r´eponse localis´ee du niveau de la mer dans le bassin Atlantique nord en
quelques ann´ees seulement. A plus longue ´echelle de temps, cet apport d’eau
douce a un effet bien plus global avec une propagation des anomalies vers le
5.3 Interpr´etation du signal r´esiduel entre les variations observ´ees du niveau de la
mer et l’expansion thermique des oc´eans : les diff´erences r´egionales
Pacifique et l’Indien avec une ´ech´eance de 50 ans. A l’inverse, l’apport d’eau
douce induit par la fonte de l’Antarctique a un effet plus r´egional. En effet, les
anomalies du niveau de la mer se localisent principalement autour du
conti-nent Antarctique (Stammer [2008]).
5.4 La variabilit´e r´egionale du niveau de la mer
Dans le document
Hausse du niveau de la mer et impact du changement climatique global
(Page 144-149)