Niveau des océans

Le niveau des mers monte de combien ?

Mise à jour 01 juin 2013

La question est préoccupante pour l'ensemble de l'humanité qui se sent directement responsable des bouleversements climatiques auxquels elle assiste.
Les sondes et les satellites mesures en permanence le niveau des eaux sur la Terre.
Des chercheurs du LEGOS, Laboratoire d'Études en Géophysique et Océanographie Spatiales (CNRS/Université Toulouse 3/CNES/IRD) et d'une filiale du CNES (CLS: Collecte Localisation Satellite), explique que la fonte accélérée des glaces continentales est responsable de la grande majorité de la hausse du niveau marin au cours de la période 2003-2008.
Pour arriver à cette constatation, les chercheurs s'appuient sur les données du satellite franco-américain Jason-1, des deux satellites de la mission spatiale gravimétrique GRACE et des bouées du système Argo. Ces résultats sont publiés sur le site de la revue Global and Planetary Change.

En 10 ans, entre 1993 et 2003, le niveau moyen global de la mer, mesuré par les satellites franco-américains Topex/Poséidon et son successeur Jason-1, était monté à un rythme relativement constant de 3 mm/an.
Le rapport du GIEC, publié en 2007, a montré qu'une hausse d'environ 1,5 mm/an, était due à la dilatation des eaux océaniques qui se réchauffent, alors que 1,2 mm/an provenait des pertes de masse des calottes polaires et des glaciers de montagne.
Depuis 2003, on constate toujours une hausse assez rapide du niveau marin (2,5 mm/an), mais le réchauffement de l'océan a moins d'effet, sa contribution stérique (dans l'espace tridimensionnel) à la hausse du niveau des mers n'est que de 0,4 mm/an.

Image : Le superbe glacier Perito Moreno en Patagonie (Argentine).

La dilatation des mers

La dilatation thermique a pu être calculée par deux méthodes indépendantes:
- Le réseau de bouées Argo transmet des profils de température et de salinité à travers l'ensemble de l'océan mondial. Depuis 2003, l'intégration de toutes les données valides dans les 900 premiers mètres de l'océan conduit à une contribution stérique d'environ 0,4 mm/an.
- Cette valeur a pu être confirmée indépendamment par les mesures spatiales en faisant la différence entre la montée du niveau des mers observée par les altimètres de Topex/Poséidon et Jason-1 et l'augmentation du stock d'eau dans les océans vue par GRACE. Les satellites indiquent une contribution stérique de 0.3 mm/an très proche de la valeur déduite des flotteurs Argo.
C'est surtout l'accroissement de la masse d'eau de l'océan plutôt que de son contenu thermique qui est à l'origine de la hausse de son niveau observée depuis 2003. Les données GRACE ont permis de mesurer les variations de masse des deux calottes polaires arctique et antarctique qui contribuent pour 1 mm/an à la hausse du niveau des mers, soit 2 fois plus qu'au cours de la décennie précédente.

Pour les glaciers de montagne, les plus récentes estimations des glaciologues indiquent une contribution de 1,1 mm/an.
Les pertes de masses glaciaires expliquent bien que la masse d'eau océanique augmente et sont responsables de 80 % de la hausse du niveau moyen des mers.
Le chiffre à retenir est la hausse de l'ordre de 4 mm/an du niveau des océans de notre planète.

N. B. : Une étude publiée le 4 mars 2011, dans la revue Geophysical Research Letters, montre que le niveau des mers pourrait augmenter de plus d'un mètre d'ici à 2100. « Si la fonte des glaciers se poursuit au rythme actuel, nous devrions voir le niveau des mers augmenter de 30 centimètres d'ici à 2050, explique Eric Rignot, auteur de l'étude et professeur des sciences de la Terre dans l'une des universités de Californie (Croul Hall, Irvine). D'ici à 2100, les prédictions sont plus difficiles. Cependant, si les choses n'évoluent pas, le niveau marin augmentera certainement de plus d'un mètre ».

Jason

Jason est une famille de satellites d'altimétrie permettant de mesurer le relief des océans, ce sont les successeurs de TOPEX/Poséidon.
Le satellite franco-américain Jason-3 devrait être lancé en 2013 pour remplacer Jason-1, à une altitude de 1 336 km. Avec une inclinaison de 66°, cela lui permettra une couverture presque totale de toutes les étendues océaniques libres de glaces.
Les mesures de ces satellites montrent que le niveau de la mer s’élève chaque année de 3,5 mm en moyenne alors qu’il ne s’élevait que de 1,7 mm en 1993-1994. L'élévation cumulée en 20 ans est de 6 cm.
Les mesures d’altimétrie de Topex-Poseidon (1992-2005) puis Jason-1 (2001) et Jason-2 (2008), servent de référence aux travaux du GIEC.
"L’altimétrie océanique, c'est-à-dire la mesure du niveau de la mer depuis l’espace avec une précision extrême sur toute la surface du globe a été une véritable révolution, auparavant, on ne disposait que d’instruments locaux et peu précis: les marégraphes." Eric Thouvenot, responsable du programme Jason-3 au CNES. Jason combine les meilleurs altimètres existants, il est placé sur une orbite optimal et permet notamment de s’abstraire des effets des marées.

La technique d'altimétrie est basée sur la mesure de la hauteur instantanée de la mer à l'aide d'un radar embarqué sur un satellite artificiel.
L'onde radar (environ 13 GHz) émise par le satellite se réfléchit sur la surface de la mer et est renvoyée à bord. Le satellite mesure alors le temps aller-retour et analyse la forme d'onde reçue, permettant respectivement de déterminer la distance entre le satellite et la surface de la mer ainsi que la rugosité de la surface. La précision de la mesure dépend de la stabilité de l'orbite du satellite (1 336 km), cette altitude le met à l'abri des couches supérieures de l'atmosphère qui agissent comme un frein. Plus on s'éloigne de la Terre et plus on lisse les effets perturbateurs du champ de la gravité terrestre car la gravité de la Terre n'est pas homogène, en fonction de l'endroit où l'on se situe, la gravité est plus ou moins forte.