NIVEAU MOYEN DE LA MER Monte

par **Mhz** Mer 1 Mai - 8:49

Alors que le réchauffement climatique se produit, une réaction directe du système climatique est l’élévation du niveau de la mer. Cette augmentation résulte de l’expansion de l’eau de mer en réponse à l’absorption de chaleur par les océans et à l’ajout d’eau provenant des calottes glaciaires terrestres et de la fonte des glaciers.
Une surveillance précise de l’élévation du niveau de la mer est rendue possible grâce aux satellites altimétriques qui aident à comprendre le changement climatique et ses conséquences socio-économiques. Le niveau moyen global de la mer (GMSL) est ainsi devenu un indicateur clé du changement climatique.

Les observations altimétriques continues depuis 1993 jusqu'à nos jours ont permis d'établir un indicateur climatique important : l'élévation du niveau moyen global de la mer (GMSL). Deux principaux facteurs liés au réchauffement climatique actuel expliquent cette hausse du GMSL : l'expansion du volume des océans et l'afflux d'eau douce issue de la fonte des glaces et des glaciers. D’une part, l’océan mondial absorbe plus de 90 % de l’excès de chaleur accumulé dans le système climatique en raison de l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère ; la température moyenne des océans augmente donc et l’eau de mer se dilate. D’autre part, l’excès de chaleur accumulé dans le système provoque la fonte des calottes glaciaires polaires (Groenland et Antarctique) et des glaciers de montagne. Ces eaux de fonte contribuent à l’augmentation de la masse océanique et donc à l’élévation du niveau de la mer observée par satellite depuis 1993.

Depuis le début des mesures altimétriques par satellite en 1993, le GMSL s'est élevé de plus de 10 cm.

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L'ÉCHELLE MONDIALE

Différentes missions d'altimétrie satellitaire surveillent successivement et continuellement le GMSL depuis 1993 : TOPEX/Poseidon, Jason-1, Jason-2, Jason-3 et Sentinel-6 MF. Ces missions sont appelées « missions de référence » car elles évoluent sur une orbite de référence bien déterminée et inchangée depuis 1993. Des phases de calibration dédiées entre les missions successives, au cours desquelles les satellites volent à quelques secondes d'intervalle, contribuent à assurer la stabilité à long terme. et une surveillance précise du niveau de la mer. De plus, un contrôle permanent de la qualité des données et des performances instrumentales, combiné à l'homogénéisation du traitement des données et des corrections géophysiques , sont essentiels pour produire des données homogènes qui capturent bien l'évolution à long terme du niveau de la mer.

L'élévation du niveau de la mer est en moyenne de 3,6 mm par an (+/-0,3 mm/an, 90%IC) sur le globe et sur l'ensemble du record altimétrique. Il existe également des preuves que le taux d'élévation du niveau de la mer s'accélère (par exemple Nerem et al., 2018 , Guérou et al., 2023 ), sur l'enregistrement altimétrique, cette accélération est estimée à 1,2 mm par an et par décennie (+/- 0,5 mm). /an/déccade, 90%IC). En pratique, cela signifie que le taux d'élévation du niveau de la mer a doublé entre la décennie 1993-2003 (2,1 +/- 1 mm/an, 90 % IC) et la décennie 2013-2023 (4,4 +/- 0,5 mm/an, 90 % IC). ).L'analyse de l'incertitude du système d'observation altimétrique permet de construire une enveloppe d'incertitude pour l'enregistrement des données climatiques du GMSL (zone ombrée dans la figure ci-dessous, donnée au niveau 1 sigma).

Le niveau moyen global de la mer (GMSL) de référence basé sur les données des
missions TopEx/Poseidon, Jason-1, Jason-2, Jason-3 et Sentinel-6MF
de janvier 1993 à aujourd'hui, après suppression des signaux annuels et semestriels,
application d'un filtre sur 6 mois et d'une correction pour le rebond postglaciaire.
Un modèle quadratique décrit ci-dessus est également présenté.

Une correction empirique de la dérive instrumentale TOPEX-A ( Cazenave WCRP 2018 ) est appliquée. Cette correction est issue de comparaisons entre les données altimétriques et marégraphiques du niveau de la mer (voir plus de détails dans Validation ). La dérive instrumentale TOPEX-A a conduit à surestimer la montée du GMSL au cours des 6 premières années du record altimétrique.

À L'ÉCHELLE RÉGIONALE

La courbe GMSL masque une variabilité régionale significative du niveau moyen de la mer, certaines régions augmentant trois fois plus vite que la moyenne mondiale. Cette variabilité spatiale est principalement due à la redistribution de la chaleur sous l'influence d'oscillations climatiques majeures, notamment l'Oscillation Australe/El Niño, l'Oscillation Décennale Pacifique et l'Oscillation Nord-Atlantique. Les tendances régionales du niveau moyen de la mer reflètent également des variations à différentes échelles spatiales, depuis les structures à grande échelle dans les bassins océaniques jusqu'aux structures plus fines à méso-échelle dans les courants majeurs tels que le Gulf Stream, le Kuroshio et le courant circumpolaire sud (autour de l'Antarctique). L’accès à ces dynamiques régionales constitue un apport majeur de l’altimétrie satellitaire à la compréhension et au suivi des variations du niveau de la mer, en complément des marégraphes.

Pour calculer le niveau moyen de la mer à l'échelle régionale, des missions auxiliaires comme SARAL/AltiKa, Envisat, ERS-1, ERS-2, Cryosat-2 et Copernicus Sentinel-3A sont utilisées en plus des missions de référence. Cette approche multimission permet de calculer le niveau moyen de la mer aux hautes latitudes (supérieures à 66°N et S) ainsi que d'améliorer la résolution spatiale des produits. Voir la page Web Ssalto/DUACS pour les détails du traitement.

Informations complémentaires sur la variabilité régionale et les reconstructions passées du niveau de la mer .

L'altimétrie par satellite fournit des mesures du niveau de la mer en continu depuis 1993 partout dans le monde. Cette surveillance à long terme permet à la communauté scientifique d'estimer l'élévation du niveau de la mer à l'échelle mondiale et régionale, et d'évaluer son impact sur les régions côtières vulnérables.

par **Mhz** Mer 1 Mai - 9:17

Niveau moyen de la mer avec données altimétriques

L'altimétrie mesure la distance entre le satellite et la surface de la mer. Cette distance moins la position du satellite donne la « hauteur de la surface de la mer » (voir Altimétrie Comment ça marche ? ).

COMMENT FONCTIONNE L'ALTIMÉTRIE
Les satellites d'altimétrie déterminent essentiellement la distance entre le satellite et une surface cible en mesurant le temps d'aller-retour satellite-surface d'une impulsion radar. Cependant, ce n’est pas la seule mesure effectuée au cours du processus, et de nombreuses autres informations peuvent être extraites de l’altimétrie.

L'ampleur et la forme des échos (ou formes d'onde) contiennent également des informations sur les caractéristiques de la surface qui a provoqué la réflexion. Les meilleurs résultats sont obtenus au-dessus de l'océan, qui est spatialement homogène et dont la surface est conforme aux statistiques connues. Les surfaces qui ne sont pas homogènes, qui contiennent des discontinuités ou des pentes importantes, comme certaines glaces, rivières ou surfaces terrestres, rendent plus difficile une interprétation précise.

Principe de base
Les altimètres radar transmettent en permanence des signaux à la Terre et reçoivent l'écho de la surface. L'orbite du satellite doit être suivie avec précision (système Doris) et sa position est déterminée par rapport à une surface de référence arbitraire, un ellipsoïde. La hauteur de la surface de la mer (SSH) correspond à la plage allant de la surface de la mer à un ellipsoïde de référence.

Impulsions et formes d'onde
Les satellites d'altimétrie déterminent essentiellement la distance entre le satellite et une surface cible en mesurant le temps d'aller-retour satellite-surface d'une impulsion radar. L'ampleur et la forme des échos (ou formes d'onde) contiennent également des informations sur les caractéristiques de la surface qui a provoqué la réflexion.

Fréquences utilisées
Plusieurs fréquences différentes sont utilisées pour les altimètres radar. Chaque bande de fréquence a ses avantages et ses inconvénients : sensibilité aux perturbations atmosphériques pour la bande Ku, meilleure observation des glaces, de la pluie, des zones côtières, des terres émergées... pour la bande Ka.

Altimétrie Doppler / SAR à retard
L'« altimétrie SAR » ou « altimétrie à retard Doppler » est une technique récente de traitement des données altimétriques.

Interféromètres
Un altimètre/interféromètre comprend plusieurs altimètres montés sur des mâts qui acquerraient des mesures simultanément, offrant ainsi une couverture continue, mono ou multi-altimètre, d'une vaste zone.

Cependant, de nombreuses perturbations doivent être prises en compte, et des corrections doivent être soustraites pour prendre en compte différents phénomènes physiques :

corrections de propagation : l'onde radar de l'altimètre est perturbée lors de la traversée de l'atmosphère

correction ionosphérique

correction troposphérique humide

correction tropphosphérique sèche

correction de la surface des océans pour l'état de la mer qui affecte directement l'onde radar : biais électromagnétique.
corrections géophysiques des marées (océan, terre solide, marées polaires, effets de chargement)
corrections atmosphériques pour la réponse de l'océan à la dynamique atmosphérique : correction barométrique inverse (basse fréquence), correction de la dynamique atmosphérique (haute fréquence).
De plus, le SSH est calculé pour chaque mesure altimétrique considérée comme valide selon les critères (par seuil, par spline, par statistique sur la trace sol) appliqués soit aux principaux paramètres altimétriques, aux corrections géophysiques ou directement au SSH. Ces critères peuvent varier d'une mission à l'autre en fonction des caractéristiques des altimètres. Pour plus d'informations sur leur définition, se référer aux rapports de validation Cal/Val pour le cycle relatif de chaque satellite (pour Topex/Poseidon, Jason-1/2/3, Envisat, Saral/AltiKa), pour Sentinel-6MF ou pour Copernicus Sentinel-3A .

par **Mhz** Dim 5 Mai - 18:23

Evolution en chiffres du niveau des eaux dans le monde :

A ce jour et dans un proche avenir, les régions les plus touchées par la montée des eaux sont notamment l’Asie du Sud-Est (Bangladesh, Indonésie), les îles du Pacifique et certaines zones côtières d’Amérique du Nord (New-York) et d’Europe (Pays-Bas).

Selon les estimations, environ 200 millions de personnes pourraient être déplacées d’ici la fin du siècle.
Cette situation entraînerait un bouleversement démographique et social sans précédent.

Villes et niveau des eaux dans le monde :

La principale cause est le changement climatique. En effet, l’augmentation des températures entraîne la fonte des glaciers et de la calotte polaire, contribuant ainsi à l’élévation du niveau des mers et océans.

D’autres causes de variations des niveaux viennent s’ajouter comme :

l’expansion thermique des mers et océans
la circulation océanique
la baisse ou l’augmentation de la salinité
les échanges avec les eaux terrestres
C’est donc un phénomène global qui s’inscrit dans un système complexe d’interactions à l’échelle planétaire.

Schéma simplifié du processus des variations du niveau marin :

Les conséquences de ce phénomène sont nombreuses et touchent particulièrement les zones littorales et insulaires. La submersion marine due à l’élévation du niveau de la mer peut engendrer des inondations, accentuer l’érosion des côtes et augmenter la perte de zones habitables.

Par ailleurs, cela peut avoir un impact économique considérable sur les activités humaines telles que le tourisme, l’agriculture ou le commerce international.

La montée des eaux a aussi des conséquences sur les écosystèmes marins, avec notamment la perturbation des habitats côtiers déjà fortement artificialisés et la destruction de certaines espèces marines.

Immeuble « le Signal » à Soulac-sur-Mer
Avec 5 500 kilomètres de littoral en France métropolitaine et 14 500 kilomètres supplémentaires en Outre-Mer, la France est directement concernée.

Près de 1 000 communes, 700 000 hectares et 1,4 millions d’habitants sont directement menacés à court terme par l’érosion, la submersion, les inondations régulières ou la salinisation des terres et eaux douces.

Les tempêtes et les inondations sont de plus en plus fréquentes, menaçant ainsi la stabilité des zones côtières, des marais, des plages et par extension de la sécurité des habitants.

Certains territoires français, sont particulièrement vulnérables à la montée des eaux. Embouchures des fleuves, zones de marais ou encore côtes sableuses sont les principales zones déjà impactées.

Entre 20 et 25 % des côtes métropolitaines sont concernées, dont 270 kilomètres subissent une vitesse de recul de plus de 50 centimètres par an. Par exemple, la côte rocheuse basque recule de 25 centimètres par an et la côte sableuse du cap Ferret perd 2 mètres par an.

Plateforme Océan et climat*
Au delà de la construction de digues ou de barrages pour protéger ces zones à risque, c’est l’action contre le réchauffement climatique, la restauration des écosystèmes côtiers et le changement de politique d’aménagement du territoire qui est déterminant pour l’avenir.

Carte de France : projection 2100

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