La hausse actuelle du niveau de la mer
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La hausse actuelle du niveau de la mer Anny Cazenave LEGOS-CNES, Toulouse Bureau des Longitudes, 3 juin 2009 Il y a 20 000 ans… ans…. Aujourd’ Aujourd’hui Variations du niveau de la mer depuis 140 000 ans A l’échelle d’un cycle glaciaire - 20 000 ans niveau actuel -120 m -140 000 ans présent d’après Shackelton, 2002. Variation du niveau moyen de la mer depuis 6000 ans 0.5 Sea level (m) before present 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 7 6 5 4 3 time (ka BP) 2 1 0 Lambeck, 2006 Hausse du niveau de la mer au 20ème siè siècle d’aprè après les maré marégraphes historiques New York Brest Honolulu Buenos-Aires 20 cm 1900 Date 2000 Evolution du niveau moyen de la mer au cours du 20ème siè siècle Hausse : 1.8 +/- 0.4 mm/an Church et al. (2006) Jevrejeva et al. (2006) Altimé Altimétrie de haute pré précision Topex/Poseidon (1992-2006) JasonJason-1 (2001(2001- ) JasonJason-2 (2008(2008- ) Couverture du globe par altimé altimétrie en 10 jours Evolution du niveau moyen de la mer entre 1993 et 2009 (Topex/Poseidon et Jason-1) (incertitude ~0.4 mm/an) Hausse du niveau de la mer : Bilan d’erreur mm/yr 0,45 0,4 0,35 S U M 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Orbit Wet tropo Dry tropo Sea state Topex A/B Sum TG Cal/Val Estimations récentes de la hausse du niveau de la mer par altimétrie (1993-2008) mm/yr 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Colorado NASA NOAA OHIO CNES zero Comparaison altimétrie-marégraphie entre 1993-2007 Effets échauffement Effets du du rréchauffement climatique climatique sur sur le le niveau niveau de de la … la mer mer… -- Dilatation Dilatation thermique thermique de ’océan de ll’océan -- Fonte Fonte des des glaces glaces terrestres terrestres -- Modification Modification du du cycle cycle hydrologique hydrologique Mesures de tempé température de l’l’océ océan collecté collectées au cours des derniè dernières dé décennies Figure 5.A.1 Jusque vers 2003… 2003… Depuis 2003: projet Argo Evolution de l’l’expansion thermique de l’l’océ océan (moyenne quasi globale) depuis 1955 Levitus et al., 2009 Bilan thermique du système climatique Contenu thermique (1022 J) Océans 15 ~ 80% de la chaleur additionnelle du systè système climatique est contenue dans l’l’océ océan 10 5 Terres émergées Atmosphère Levitus et al., 2005 1955-2003 Différence entre niveau de la mer observé et expansion thermique = variation masse océan Expansion thermique de l’océan Levitus et al. (2009) _Ishii and Kimoto (2009) 1993-2009 Niveau de la mer observé Différence entre niveau de la mer observé et expansion thermique = variation masse océan Expansion thermique de l’océan Contribution ’expansion thermique Contribution de de ll’expansion thermique de de ll’océan ’océan àà la la hausse hausse du du niveau niveau de de la la mer mer 1993-2003 1993-2003 (IPCC, (IPCC, 2007) 2007) 2003-2008 2003-2008 :: :: 1.6 1.6 mm/an mm/an 0.4 0.4 mm/an mm/an En En moyenne moyenne sur sur 1993-2008: 1993-2008: ~~ 11 mm/an mm/an Glaces continentales Fonte Fontedes desglaciers glaciersalpins alpinsentre entre1979 1979et et2003 2003 Mont Blanc E. Berthier (LEGOS) Contribution de la fonte des glaciers à la hausse du niveau de la mer Perte annuelle de glace par fonte des glaciers (milliards de tonnes/an) 1900 Présent 0.8 +/- 0.4 mm/yr Contribution au niveau de la mer 1993-2003: 0.8 +/- 0.2 mm/an Depuis 2003 : 1.2-1.4 mm/an Bilan de masse des calottes polaires: apport de la télédétection spatiale Altimétrie radar et laser (avion, IceSat) Gravimétrie spatiale (GRACE) InSAR Variations d’épaisseur de glace au Groenland et en Antarctique mesurées par altimétrie laser et radar IPCC (2007); Davis et al. (2005) Mission de gravimétrie spatiale GRACE (2002- ) Variations temporelles de la gravité redistribution de masses en surface Bilan de masse du Groenland 300 250 Ice mass change (Gt/year) 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 -250 -300 Cazenave et al. Chen et al. Krabill et al. Lutchke et al. Meier et al. Ramillien et al. Rignot & Kana. Slobbe et al. Velicogna & Wahr Wouters et al. Zwally et al. Greenland Ice sheet Bilan de masse de l’Antarctique Ice mass change (Gt/year) East Antarctica 300 250 200 150 100 Cazenave et al. Chen et al. Davis et al. Meier et al. Ramillien et al. Rignot et al. Thomas et al. Velicogna & Wahr Zwally et al. Antarctica Ice Sheet 50 0 -50 West Antarctica -100 -150 -200 -250 -300 Accroissement de la contribution de l’Antarctique à la hausse du niveau de la mer 1996 : 0.38 mm/an 2006 : 0.54 mm/an Rignot et al., 2008 Groenland Des crevasses dans la glace… Détachement des plateformes de glace suite au réchauffement des eaux océaniques Contribution Contribution des des calottes calottes polaires polaires àà la la hausse hausse du du niveau niveau de de la la mer mer 1993-2003 1993-2003 (IPCC, (IPCC, 2007) 2007) ::0.4 0.4 mm/an mm/an 2003-2008 2003-2008 :: ~~ 11 mm/an mm/an En 0.7 mm/an mm/an En moyenne moyenne sur sur 1993-2008: 1993-2008:~~ 0.7 Niveau moyen global de la mer Bilan 1993-2003 Niveau de la mer: Bilan 19931993-2003 Hausse observée 3 mm/an Total climat Expansion thermique océan 2 mm/an Glaciers 1 mm/an Calottes polaires Eaux ? Niveau moyen global de la mer Bilan 2003-2008 Niveau de la mer observé Différence entre niveau de la mer observé et expansion thermique = variation masse océan Expansion thermique de l’océan Des réponses avec GRACE…. PeutPeut-on expliquer la hausse ré récente par les glaces continentales seulement? … Evolution du niveau de la mer depuis 2003 Niveau de la mer observé par altimétrie Hausse: 2.5+/- 0.4 mm/an Comparaison Niveau mer observé et Contributions climatiques Composante stérique (expansion thermique + salinité) Total glaces (GRACE / glaciers) 2.2 +/- 0.3 mm/an Variation de la masse d’eau de l’océan (GRACE) 2.1 +/- 0.3 mm/an Contribution des eaux continentales? Le Le cycle cycle de de l’eau l’eau Précipitation Glaciers Evaporation Neige Transpiration ●Variabilité climatique ●Facteurs anthropiques -irrigation -pompage -barrages -déforestation -urbanisation Lacs Plaines inondées Humidité des sols Rivières Océan Eaux souterraines Bilan d’eau Stock d’eau total dW / dt = P - E - R Précipitation Evapotranspiration Ruissellement Variation du volume d’eau dans les grands bassins fluviaux d’après GRACE (2002-2008) km3 km3 Amazone Lena Yenisey Yukon Gange Mississippi Niveau de la mer Bilan 20032003-2008 3 mm/an Glaces = 85% hausse récente du niveau de la mer! Total climat 2 mm/an Glaciers Calottes polaires 1 mm/an Expansion Thermique Eaux océan Hausse observée Sea Level Budget 19931993-2008 (Land ice, land waters and thermal expansion) Sea level rate Total climatic 3 mm/yr Observed sea level rise Land ice loss 2 mm/yr Ice sheets Ocean warming 1 mm/yr Glaciers Land waters Variabilité interannuelle du niveau de la mer Niveau de la mer observé moins expansion thermique Eaux continentales Guinehut et al. (2009) Levitus et al. (2009) Le niveau de la mer ne monte pas de faç façon uniforme! Variabilité Variabilité régionale des vitesses de variation du niveau de la mer entre 1993 et 2008 Variabilité régionale des vitesses de variation du niveau de la mer (par rapport à la moyenne globale) (1993-2008) Comparison between spatial patterns in sea level trends observed by satellite altimetry and estimated by the ORCA ocean circulation model (no assimilation) (1993(1993-2001) Observed sea level trends by satellite altimetry Temperature Salinity Model trends Wunsch et al. (2007);Kohl & Stammer (2008); Lombard et al. (2009) Distribution géographique des vitesses de variation du niveau de la mer 1993-2008 1950-2003 Llovel et al., 2009 Antarctique Groenland Variations régionales du niveau de la mer induites par les effets gravitationnels de redistribution des masses d’eau liées à la fonte des glaces Glaciers (Mitrovica et al., 2001, 2009) fonte de 1 mm/an (esl) = 0.3 mm/an (max) Et pour les prochaines décennies?… Evolution du niveau de la mer de 1800 à 2100 35 cm Observations Modèles (IPCC, 2007) Evolution future du niveau de la mer: approche empirique Rahmstorf (2007) Relation entre vitesse de variation du niveau de la mer et température moyenne de la Terre Inondation des régions côtières en cas d’élévation du niveau de la mer de 1 m Source: Tyndall Center for Climate Change Research Dans les ré régions côtiè côtières, ce qui est important c’ c’est la hausse ‘effective’ effective’ du niveau de la mer • Composante ‘climatique’ variations absolues du niveau de la mer (élévation moyenne + variabilité régionale) • Déformations du sol (subsidences naturelles et anthropiques, tectonique, rebond Post-Glaciaire,…) •Apport de sédiments par les fleuves (deltas des fleuves) •Effet des courants, des événements extrêmes, etc. Hausse ‘effective ‘ du niveau de la mer due aux effets combinés climatiques, anthropiques, etc. Ericson et al., 2006 Niveau de la mer en 2100 Variabilité régionale (autour de la moyenne globale) IPCC (2007)
