Surcotes, types de temps et Oscillation Nord-Atlantique : modulation de la

Les corrélations glissantes sont calculées par segments mobiles de 60 mois entre la fréquence mensuelle des jours GA et BL et la fréquence mensuelle des surcotes > 20 cm au GD d’une part, et le niveau marin mensuel moyen à MA d’autre part.

Il est évident qu’à partir des années 60, la variabilité interannuelle de la fréquence mensuelle des GA est de plus en plus fortement corrélée positivement avec la fréquence mensuelle des surcotes au GD et avec le niveau marin mensuel moyen à MA (figures 83a et 84a). Les coefficients de la corrélation sont par exemple bien plus élevés de 1974 à 2002 qu’au début du siècle, de façon plus marquée dans le cas du GD qu’à MA (figures 83a et 84a). La relation moyenne entre la variabilité temporelle de GA et des

surcotes montrée en section 13.1 n’est donc pas stationnaire au 20^ème siècle (Ullmann et

Moron, 2008). En effet, la corrélation entre la fréquence mensuelle des surcotes > 20 cm et

des jours GA n’est pas significative de 1905 à 1960. Elle le devient à plus de 99% sur la période de 1974 à 2002 (Ullmann et Moron, 2008). Avec BL, les corrélations glissantes restent quasiment stationnaires au 20^ème siècle (figure 83b et 84b). Retirer les cycles hivernaux moyens ne modifie que très peu les résultats (non montré).

Figure 83 : corrélations glissantes par segments de 60 mois entre la fréquence mensuelle des surcotes > 20 cm au Grau-de-la-Dent (GD) et (a) celle des jours « Greenland Above » (GA) et (b) de « Blocking » (BL), de 1905 à 2002.

Figure 84 : corrélations glissantes par segments de 60 mois entre le niveau marin mensuel moyen à Marseille (MA) et (a) la fréquence mensuelle des jours « Greenland Above » (GA) et (d) « Blocking » (BL), de 1905 à 2002.

La figure 85 présente les corrélations glissantes par segments mobiles de 60 mois entre l’IONA mensuel moyen et la fréquence mensuelle des surcotes > 20 cm au GD d’une part et le niveau marin mensuel moyen à MA d’autre part.

A partir de 1975, la variabilité interannuelle de l’IONA mensuel moyen est de plus en plus fortement corrélée avec la fréquence mensuelle des surcotes > 20 cm au GD et avec le niveau marin mensuel moyen à MA (figure 85). Ce renforcement de la relation entre le niveau marin et l’ONA a aussi été observé dans la mer du Nord, la mer Baltique ainsi qu’à Brest et à Marseille (Wakelin et al., 2003; Jevrejeva et al., 2005). Par ailleurs, ce renforcement a également été mis en évidence en considérant l’OA dont la surface d’influence est plus vaste que l’ONA (Jevrejeva et al., 2005). Notons que la variabilité interannuelle du niveau marin moyen sous l’effet de l’ONA est associée principalement aux surcotes, forcées par les vents d’afflux (Hilmer et Jung, 2000; Wakelin et al., 2003). Le niveau marin moyen sur la façade NW européenne présente un net minimum de corrélation avec l’ONA dans les années 1900 à 1920 (Anderson, 2002; Wakelin et al., 2003). De plus, la corrélation négative entre le niveau marin à Brest et à Marseille est également clairement non significative au début du 20^ème siècle (Jevrejeva et al., 2005). Ces résultats sont synchrones avec les plus faibles corrélations calculées dans les 20 premières années du 20^ème siècle entre la fréquence mensuelle des surcotes au GD et à MA et l’IONA mensuel

moyen (figure 85). La relation la plus intense est systématiquement observée dans les 30 dernières années du 20^ème siècle, avec un net renforcement des corrélations positives entre l’ONA et les niveaux marins sur le long de la façade NW européenne (Wakelin et al., 2003;

Jevrejeva et al., 2005). Ces mêmes observations ont également été mises en évidence dans

la mer du Nord et la mer Baltique (Anderson, 2002). La part de variance interannuelle commune, en opposition de phase, entre l’IONA moyen et le niveau marin moyen s’est également considérablement renforcée à Brest et à Marseille dans les 30 dernières années du 20^ème siècle (Jevrejeva et al., 2005). Là encore, ces résultats sont synchrones avec la forte intensification de la corrélation entre l’IONA mensuel moyen et la fréquence mensuelle des surcotes > 20 cm au GD, ainsi qu’avec le niveau marin mensuel moyen à MA (figure 85). Pour résumer, l’instabilité de la relation entre l’ONA et le niveau marin est cohérente entre différentes stations marégraphiques européennes. Ces observations indiquent, qu’une information non prise en compte par le gradient barométrique N-S de l’ONA et variant dans le temps, joue un rôle important dans la variabilité temporelle du niveau marin et de la fréquence des surcotes

Figure 85 : corrélations glissantes par segments de 60 mois entre le l’IONA mensuel moyen et (a) la fréquence mensuelle des surcotes > 20 cm au Grau-de-la-Dent (GD), (b) le niveau marin mensuel moyen à Marseille (MA), de 1905 à 2002.

Du point de vue statistique, les variations observées dans les corrélations glissantes peuvent être dues à l’échantillonnage (Gershunov et al., 2001). Un test statistique basé sur la

méthode de Monte Carlo est utilisé pour mesurer la probabilité de trouver par hasard les variations dans les corrélations glissantes. Toutes les séries chronologiques utilisées pour calculer ces corrélations glissantes précédentes ont été permutées par paires 1000 fois. Ces corrélations ont été recalculées sur les séries permutées en considérant trois sous-périodes : 1905-1940, 1940-1970 et 1974-2002. Les écart-types entre les corrélations des trois sous-périodes sont classés par ordre croissant pour chacune des 1000 paires considérées. Cette distribution est comparée avec les écart-types des corrélations observées entre les trois mêmes sous-périodes. Pour GA, moins de 2% des écarts-types simulés sont supérieurs à l’écart-type observé. Pour BL, l’écart-type observé n’est pas significatif au seuil de 90%. L’écart-type observé des corrélations entre l’IONA mensuel moyen et la fréquence mensuelle des surcotes > 20 cm au GD d’une part, et le niveau marin mensuel moyen à MA d’autre part, est significatif à plus de 95% entre les mêmes sous-périodes. L’intensification de la relation entre la variabilité interannuelle de la fréquence des jours GA (de l’IONA mensuel moyen), de la fréquence des surcotes au GD et du niveau marin moyen à MA, ne semble donc pas uniquement liée à l’échantillonnage.

La question de la fiabilité des données marégraphiques utilisées doit également être posée. Les résultats présentés dans la section 4.2.2 montrent que les données marégraphiques peuvent être considérées comme fiables, hormis sur la période de 1915 à 1925 au GD et de 1947 à 1958 à MA. La qualité des données ne semble donc pas intervenir dans les variations de la relation entre les surcotes et les types de temps et/ou l’ONA.

Enfin, il est légitime de penser que la rétroaction positive entre les surcotes et l’érosion de la plage présentée dans la conclusion du chapitre 2 peut modifier la sensibilité de la station du GD à l’enregistrement des surcotes. Ce phénomène pourrait être associé en partie au renforcement de la relation entre les surcotes au GD et les types de temps GA et l’ONA, via la diminution progressive de l’effet tampon de la plage et l’augmentation de la sensibilité de la station du GD à l’enregistrement des surcotes. Cependant, le fait que la même modulation qu’au GD s’observe à MA, sur une côte rocheuse stable à l’échelle du 20^ème siècle, montre que la différence de substrat n’est pas le facteur déterminant dans le renforcement de la relation entre les surcotes et les types de temps GA, ni dans celui entre les surcotes et l’ONA. Elle pourrait par contre expliquer le renforcement plus marqué des relations au GD qu’à MA.