DP Antarctique VDEF 24032017 - Météo

Point d’actualité
Records de faible étendue des banquises polaires
Antarctique
Arctique
Début mars, le record d'étendue minimale
de la banquise antarctique a été atteint avec
une surface de 2 106 millions km2. Le
précédent record de faible extension datait
de 1997 avec 2 290 millions km2.
L'extension de la banquise arctique n'a pas
été aussi faible pour un début mars depuis
38 ans.
Au 7 mars, elle atteignait 14,42 millions de
km² , soit environ 100 000 km² de moins
que le précédent datant du 25 février 2015
et une anomalie de 1,22 millions de km²
par rapport à la moyenne 1981-2010.
Source et crédit : National Snow and Ice Data Center
1
Météo-France
Petit-déjeuner presse
24 mars 2017
L’Antarctique :
une région clé pour la météo
et le climat
Contacts presse
Sarah Bardis 01 77 94 71 32
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2
Météo-France est présent en Antarctique depuis les
premières expéditions polaires. Les hivernants en
mission sur la base de Dumont d’Urville en Terre Adélie
passent environ un an sur place dans des conditions
extrêmes. En mars, avec le début de l’hiver austral,
débute pour eux une longue période d’isolement qui
durera huit mois.
La présence de Météo-France à Dumont d’Urville est
essentielle. Les météorologues ont pour mission de
prévoir la météo sur place pour assurer la sécurité des
scientifiques présents sur la base et préparer leurs
missions.
En réalisant chaque jour des observations, des
radiosondages, des mesures de banquise, ils contribuent
également à constituer des séries fiables nécessaires
pour caractériser le climat et les évolutions de cette
région particulièrement vulnérable au changement
climatique.
Les données recueillies sont partagées avec les
scientifiques du monde entier et intégrées aux modèles
de prévision et de climat de Météo-France.
A près de 16 000 km de la Terre Adélie, sur le site
toulousain de Météo-France, les chercheurs améliorent
grâce à elles en permanence la représentation du
continent antarctique dans les modèles pour affiner les
projections climatiques.
En vue du prochain exercice du GIEC, le Groupe d'experts
intergouvernemental sur l'évolution du climat prévu
pour 2021, le centre de recherche de Météo-France a
ainsi développé un nouveau modèle de simulation du
climat à l’échelle planétaire, CNRM-CM6, qui inclut
notamment une meilleure représentation de la banquise.
3
L’Antarctique
en chiffres
14 millions de km2
17,5°C :
température la plus élevée relevée sur le
continent antarctique. Elle a été mesurée le 24 mars
2015 à la base de recherche argentine Esperanza située à
l’extrémité nord de la péninsule antarctique.
19,8°C : température la plus élevée jamais relevée
dans la région antarctique incluant toutes les terres et les
glaces situées au sud du 60ème parallèle. Elle a été
mesurée le 30 janvier 1982 à une station de recherche
sur l'île Signy.
- 89,2°C : température la plus basse jamais mesurée
au sol dans la région antarctique - et sur le reste de la
planète. Elle a été relevée à la station Vostok le 21 juillet
1983.
Ces valeurs de température ont été récemment validées
par l'Organisation météorologique mondiale (OMM), qui
a ainsi établi une référence pour l'analyse des
changements climatiques dans cette région d'une
importance cruciale.
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Météo-France
en Antarctique
Météo-France est présente en Antarctique depuis 1950.
Installés tout d’abord à Port Martin, les météorologues
ont rejoint en 1952 l’ancienne base Marret sur l’île des
Pétrels devenue base permanente Dumont d’Urville en
1956 : le premier relevé météorologique sur la base date
du 18 janvier de la même année.
Trois météorologues sont en permanence présents sur
place grâce au soutien logistique de l’Institut polaire
français Paul-Emile Victor. L’équipe est relevée midécembre après avoir passé 12 à 13 mois en Terre
Adélie. Météo-France est également présent sur la base
de Port-aux-Français sur l’archipel des Kerguelen.
La base Dumont d’Urville est située à proximité immédiate du continent
antarctique sur l’île des Pétrels, de l’archipel Pointe Géologie.
Carte du continent antarctique, IPEV
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Des prévisions pour la science et la recherche
Les prévisions météorologiques sont essentielles pour
organiser les expérimentations sur le terrain et assurer la
sécurité des scientifiques impliqués, notamment à cause
des conditions extrêmes des côtes antarctiques.
L’équipe de Météo-France effectue ainsi des prévisions
météorologiques pour assister les opérations logistiques
de déchargement du navire ravitailleur (L'Astrolabe),
présent à proximité de la base de novembre à fin février,
et produit chaque jour un bulletin pour l’organisation des
travaux scientifiques et logistiques toute l'année sur la
base.
Le traité de l'Antarctique
Signé le 1er décembre 1959,
entré en vigueur le 23 juin
1961, il encourage la
coopération internationale en
matière de recherche
scientifique dans l'Antarctique
et stipule que les observations
et des résultats scientifiques
obtenus dans l'Antarctique
doivent être rendus librement
disponibles à tous.
Des observations in situ
Les météorologues ont aussi
d’observation. Les mesures sont
les zones désertiques telles
l'Antarctique. Il n'existe aucune
moins de 1000 km à la ronde !
une mission cruciale
rares et précieuses sur
que les océans ou
autre station météo à
La station automatique mesure en temps réel les
paramètres suivants : température, humidité relative de
l’air, vitesse et direction du vent, rayonnement global et
durée d’insolation. Ces données sont complétées par
l’observation humaine du type de nuages, de la visibilité
et du temps présent. L’équipe effectue également
chaque jour un radiosondage qui ausculte l'atmosphère
en altitude, jusqu'à 30 km environ. Pendant le vol, la
sonde envoie par radio les mesures de vent,
température, humidité et altitude relevées chaque
seconde. On obtient ainsi ce qu'on appelle un "profil" de
l'atmosphère en un point. Les données enregistrées par
la sonde sont envoyées par satellite grâce à un message
codé (message TEMP) à Météo-France Toulouse.
L’ensemble de ces données alimente les modèles de
prévision numérique des services de prévision, leur
permettant de bien prendre en compte les
caractéristiques de l'atmosphère sur cette partie du
globe.
Toutes les données observées en Terre Adélie sont
partagées avec les autres services météorologiques
nationaux via le réseau mondial de télécommunications
de l'Organisation météorologique mondiale.
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Etudier le climat austral
Faire progresser la connaissance et la compréhension du
climat passé, caractériser le climat présent, et modéliser
le climat futur figurent parmi les missions prioritaires de
Météo-France.
Archiver les données climatologiques
L'équipe météo de la base de Dumont D’Urville archive
les données climatologiques quotidiennes de la station
depuis plus de 60 ans, ce qui constitue une base de
données essentielle pour l’étude des évolutions du
climat dans cette région.
Suivre l’évolution de la banquise australe
L’équipe observe également l’évolution de la banquise.
Les météorologues réalisent une synthèse mensuelle de
son extension, notamment à proximité de la base, afin
d'avoir des archives disponibles en continu. Ils tiennent à
jour un dossier mis à disposition de l'ensemble du
personnel de la base comportant des images satellites et
des cartes de sondages de glace effectués sur le terrain.
Mesurer l’ozone stratosphérique
Des mesures d'ozone stratosphérique sont réalisées
ponctuellement durant l'hivernage en collaboration avec
le LATMOS1, grâce à des ballons sondes spécialement
conçus pour détecter l'ozone.
Participer à la vie de la base
La vie en communauté dans un milieu confiné demande
une organisation rigoureuse. Au-delà de leur mission
scientifique, ils contribuent aux tâches de la vie
quotidienne : entretien des locaux, aide à la préparation
des repas et aide aux opérations logistiques.
1
Le Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales est
une unité mixte de recherche relevant du Centre National de la
Recherche Scientifique (CNRS) de l'Université de Versailles SaintQuentin-en-Yvelines (UVSQ)de l'Université Pierre et Marie Curie
(UPMC) à Paris. Il fait partie de l’Institut Pierre Simon Laplace (IPSL).
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Découvrez en images la vie sur la base
Prévisionniste à Météo-France, Alexandre Flouttard a rejoint la base scientifique Dumont
d'Urville en Antarctique le 26 décembre 2016 en tant que chef de station météo. Il partage ses
plus belles photos du continent blanc et raconte la vie quotidienne sur place sur ce Tumblr :
https://laventureantarctique.tumblr.com/
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L’Antarctique
face au
changement
climatique
Un réchauffement rapide
L'Antarctique est un continent froid, sec et venteux. La
moyenne annuelle de la température varie entre -10 °C
environ sur le littoral et -60 °C sur les régions les plus
élevées de l'intérieur.
L'essentiel du continent Antarctique est recouvert d'une
immense calotte glaciaire qui représente 90% des
réserves d'eau douce de la planète. Assez pour faire
monter d'une soixantaine de mètres le niveau des
océans si elle devait fondre entièrement !
La péninsule antarctique, qui s'étend au nord-ouest du
continent en direction de l'Amérique du Sud, fait partie
des régions du monde où le réchauffement est le plus
rapide – presque 3°C sur les 50 dernières années.
L’évolution de la glace de mer en Antarctique
Jusqu'en 2014, l'extension hivernale de la glace de mer
autour de l'Antarctique, en progression faible mais
régulière, semblait pourtant faire figure d'exception dans
le monde de la cryosphère.
Deux raisons sont classiquement invoquées à cette
progression.
La première est liée au renforcement de la composante
de secteur sud des vents dans cette région, en lien avec
le trou d'ozone au-dessus de l'Antarctique, avec pour
effet de faire progresser la glace vers le nord.
La seconde est liée à la fonte accrue de plusieurs glaciers
côtiers et de l'accélération de leur écoulement. Ces
processus augmentent l'apport d'eau douce à la surface
des mers australes. Les eaux de surface deviennent ainsi
moins salées, donc plus légères que les eaux situées plus
en profondeur, ce qui limite les courants océaniques
verticaux et réduit en surface les apports d'énergie
provenant de l'océan profond, plus chaud. Ce
phénomène favorise in fine la formation de la banquise.
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Une étude récente (Meehl et al., 2016, Nature
Geoscience) montre à partir de modèles de climat que la
progression de la banquise sur la période 1979-2014
pourrait trouver son origine dans le Pacifique tropical.
Selon cette étude, cette évolution des glaces autour de
l'Antarctique pourrait s'expliquer par un phénomène de
variabilité climatique couplée impliquant le Pacifique
tropical et les mers australes.
Les deux dernières années marquent un coup d'arrêt à la
progression de la banquise antarctique.
Des études montrent par ailleurs qu’au cours de ce
siècle, du fait du réchauffement global, le processus
dominant devrait être la fonte de la banquise : la
couverture de banquise diminuera probablement en
Antarctique, comme c'est déjà le cas en Arctique.
Calotte antarctique
et contribution au niveau marin
Les observations par altimétrie satellite ont commencé
en 1993 et permettent une estimation précise de la
hausse du niveau marin, qui s'établit à 3,4 mm/an en
moyenne2.
On estime que la fonte de la calotte antarctique explique
près de 10 % de la hausse annuelle du niveau des mers
observée depuis 1993 : entre 2003 et 2010, la
contribution de la calotte antarctique a été estimée à
0,27 mm/an.
Tous scénarii confondus, la hausse du niveau marin
pourrait attendre 26 à 82 cm d'ici à 2100 (GIEC, 2013)
par rapport à la fin du XXe siècle. Ces chiffres incluent
une contribution de la calotte antarctique inférieure à 10
cm.
La contribution future de l'Antarctique reste cependant
incertaine. La fonte de la calotte actuellement observée
dans plusieurs régions côtières devrait se poursuivre. À
ce phénomène s'ajoute une éventuelle déstabilisation
des ice shelves (voir lexique p. 14) liée au réchauffement
de l'atmosphère et des mers qui, dans le pire des
2
Source : Collecte Localisation Satellites www.cls.fr
10
scénarii, pourrait faire monter le niveau marin d'1 m d'ici
2100.
Puits de carbone dans les mers australes
Les océans ont absorbé environ 40 % du CO2 émis par
l'ensemble des activités humaines depuis le début de
l'ère industrielle. Parmi eux, les mers australes
représentent une pompe à carbone particulièrement
efficace : elles ont absorbé 40 % du CO2 capté par les
océans, tout en ne représentent que 25 % de leur surface
totale.
Sans ce puits océanique, la concentration
atmosphérique de CO2 serait plus élevée que celle que
nous connaissons actuellement, et le climat se serait
encore plus réchauffé. Cependant, l'absorption de CO2
par les océans les rend de plus en plus acides, ce qui
menace le développement de certains organismes
marins.
Le trou dans la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique commence à se combler
Près de 30 ans après l'entrée en vigueur du protocole de Montréal bannissant certaines
substances en raison de leur action néfaste sur la couche d'ozone stratosphérique, une étude
récente montre que le trou d'ozone antarctique semble commencer à se combler. La couche
d'ozone ne devrait toutefois revenir à son état d'avant les années 1980 que vers les années
2060-2070.
(Rapport OMM, 2010)
11
L’Antarctique
une région clé pour
l’étude du climat
Repères
ARPEGE –Climat est un modèle
d’atmosphère adapté à la
simulation aux longues
échéances.
Couplant ARPEGE-Climat à des
modèles de surface, de banquise,
d’océan et d’écoulement des
fleuves, le modèle de système
climatique CNRM-CM permet à
la fois de reconstruire des climats
anciens tels que celui du dernier
interglaciaire il y a 125 000 ans,
de simuler le climat récent
depuis 1850 ou encore de se
projeter jusqu'en 2300. Sa maille
est de 150 km, et une version à
maille plus fine (50 km) verra le
jour cette année.
CNRM-CM est le cœur du
modèle système Terre CNRMESM qui inclut aussi une
représentation du cycle du
carbone global et des poussières
atmosphériques. Un tel modèle
permet notamment d'estimer
l'évolution de l'absorption du
CO2 dans les mers australes sous
l'effet
du
changement
climatique.
Le centre de recherches de Météo-France étudie
l'évolution passée et future du climat depuis les années
1980. Associé au Centre européen de recherche et de
formation avancée en calcul scientifique (CERFACS), il
développe ses propres outils en collaboration avec le
reste de la communauté de modélisation climatique
nationale afin de simuler le climat passé et futur et de
mieux comprendre le fonctionnement du système
climatique.
Les chercheurs du CNRM perfectionnent et enrichissent
sans cesse les modèles de simulation du climat à l’échelle
planétaire, pour tenir compte toujours plus finement des
interactions entre les différentes composantes du
système climatique : l’atmosphère, les surfaces
continentales et leurs couvertures végétales et bassins
hydrologiques, les océans, la banquise…
Un nouveau modèle de système climatique
planétaire
Le modèle de système climatique CNRM-CM s'est
construit
progressivement
autour du modèle
d’atmosphère ARPEGE-Climat en s’appuyant pour partie
sur des modèles développés dans d'autres laboratoires.
L'utilisation de CNRM-CM pour réaliser des simulations
des climats passés et futurs permet notamment à
l'établissement de participer aux phases successives de
l'exercice international de simulations climatiques CMIP
(Coupled Model Intercomparison Project), sur lequel
s'appuie le Groupe d'experts intergouvernemental sur
l'évolution du climat (GIEC) pour établir ses rapports
d'évaluation du changement climatique.
Le projet international CMIP6, auquel une trentaine
d'organismes de recherche a prévu de contribuer,
alimentera le prochain rapport du GIEC prévu pour 2021.
Afin d’y participer, le CNRM a développé le nouveau
modèle de système climatique planétaire CNRM-CM6 en
association avec le Cerfacs et le CNRS.
CNRM-CM6 inclut les modèles ARPEGE-Climat v6
(atmosphère), Surfex v8 (surfaces terrestres), Nemo 3.6
(océan), Gelato 6 (banquise) et Trip v2 (écoulement des
fleuves).
La mise en œuvre d'une version à haute résolution
d'Arpège Climat v6 sur l'Antarctique permettra
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notamment de participer au volet « Antarctique » de
l'exercice international de simulations régionales Cordex
qui alimente les rapports successifs du GIEC.
CNRM-CM6 est l'aboutissement de travaux menés
depuis près de 4 ans par des chercheurs, ingénieurs et
techniciens dans le cadre de collaborations nationales et
internationales.
Ce modèle est le cœur du nouveau modèle de système
terre CNRM-ESM2.
Une représentation plus fine de l’Antarctique
CNRM-CM6
inclut
notamment
une
meilleure
représentation de la banquise, ce qui permet d'améliorer
la modélisation des mers australes, en particulier la
représentation du « brassage » sur la verticale qui
constitue l'un des moteurs de la circulation océanique
globale.
CNRM-CM6 inclut aussi une meilleure représentation du
manteau neigeux de la calotte antarctique. Cela
permettra à terme de produire de nouvelles estimations
du bilan de masse de surface de la calotte pour le futur
(c'est-à-dire le gain de masse par accumulation neigeuse
moins les pertes dues à la fonte et à la sublimation).
Le bilan de masse de surface est la principale « variable
d'entrée » des modèles de calotte qui permettent de
calculer le bilan de masse total de la calotte et donc d'en
préciser l'évolution.
En s'appuyant sur les travaux et l'expertise du Centre
d'études de la neige de Météo-France, la représentation
de la neige au sein de CNRM-CM6 a été aussi améliorée.
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Lexique
Les glaces
de l'Antarctique
Banquise : couche de glace formée à la surface de la mer
par congélation d'eau salée. En hiver, la banquise
entourant l'Antarctique recouvre jusqu'à 20 millions de
km² d'océan. En été, elle disparaît presque
complètement.
Calotte glaciaire : glacier d'eau douce très étendu, qui
recouvre 98 % du continent antarctique. Sa surface
totale est d'environ 14 millions de km², et son épaisseur
maximale 5000 m.
Iceberg : morceau de glace (eau douce) dérivant sur la
mer. Détachés des glaciers atteignant la mer ou des ice
shelves, leur partie émergée représente 10 % seulement
de leur volume total. Les icebergs antarctiques peuvent
être de très grandes dimensions : en 2000, un iceberg de
11 000 km² – plus grand que la Corse – s'est détaché de
la plate-forme de Ross.
Ice shelf (plate-forme de glace) : prolongement marin de
la calotte glaciaire antarctique ou d'un glacier s'écoulant
en direction de la mer. Elle se forme là où un glacier
rejoint la surface océanique et flotte sur la mer. Son
épaisseur est comprise entre 100 et 1000 m.
Polynie : zone libre de glace au milieu de la banquise. Les
polynies se forment notamment lorsque des vents forts
soufflant depuis le continent chassent la glace des côtes,
ou à des endroits où des courants océaniques chauds
empêchent la glace de se former. Elles sont de formes et
de tailles variables. La plus grande polynie jamais
observée (en mer de Weddell) s'est formée chaque hiver
entre 1974 à 1976 et avait une surface de 300 000 km².
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Les organismes partenaires de Météo-France en Antarctique
CNRS
Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche (Établissement
public à caractère scientifique et technologique, placé sous la tutelle du Ministère de l'Éducation
nationale, de l'Enseignement supérieur et de la Recherche).
IGE
Basé à Grenoble, l’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE) est un laboratoire public de
recherche en Sciences de la Planète et de l’Environnement. L’IGE mène des recherches sur le climat,
le cycle de l’eau, la cryosphère et les environnements naturels et anthropisés.
LEGOS
Basé à Toulouse, le LEGOS (UMR 5566) est un laboratoire mixte avec une quadruple tutelle : le Centre
National d'Etudes Spatiales (CNES), le CNRS, l'Institut de Recherche pour le Développement (IRD) et
l'Université Paul Sabatier (UPS). Les activités de recherche du LEGOS portent sur l'océanographie,
l'hydrologie et la dynamique des calottes glaciaires, principalement à travers l'observation spatiale.
IPEV
L’Institut polaire français Paul-Emile Victor (Brest) est un groupement d’intérêt public (GIP)
au service de la recherche scientifique dans les régions polaires.
IPSL
L'Institut Pierre-Simon Laplace est une fédération de recherche du CNRS qui regroupe 9
laboratoires publics impliqués dans la recherche sur l'environnement terrestre et planétaire.
Références
DeConto, R. M. and Pollard, D. (2016). Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature17145
DeVries, T., Holzer, M., & Primeau, F. (2017). Recent increase in oceanic carbon uptake driven by
weaker upper-ocean overturning. Nature, 542(7640), 215-218.
http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/abs/nature21068.html
GIEC, 2013: Résumé à l’intention des décideurs, Changements climatiques 2013: Les éléments
scientifiques. Contribution du Groupe de travail I au cinquième Rapport d’évaluation du Groupe
d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat [sous la direction de Stocker, T.F., D. Qin, G.K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex et P.M. Midgley]. Cambridge
University Press, Cambridge, Royaume-Uni et New York (État de New York), États-Unis d’Amérique.
Meehl, G. A., Arblaster, J. M., Bitz, C. M., Chung, C. T., & Teng, H. (2016). Antarctic sea-ice expansion
between 2000 and 2014 driven by tropical Pacific decadal climate variability. Nature Geoscience.
Solomon, S., Ivy, D. J., Kinnison, D., Mills, M. J., Neely, R. R., & Schmidt, A. (2016). Emergence of
healing in the Antarctic ozone layer. Science, 353(6296), 269-274.
http://science.sciencemag.org/content/353/6296/269
WMO (OMM, Organisation Météorologique Mondiale), Scientific Assessment of Ozone Depletion:
2010, Global Ozone Research and Monitoring Project-Report No. 52, 516 pp., Geneva, Switzerland,
2011.
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