Le réchauffement climatique qui a marqué le XX^e siècle a entraîné une élévation du niveau moyen des océans. Mais de quelle amplitude ?

Modèles et observation : des estimations contradictoires

Dans son troisième rapport, paru début 2001, le Groupe Intergouvernemental pour l’Evolution du Climat (IPCC, en anglais) évalue la hausse du niveau des mers due au réchauffement des océans à 0,5 mm par an au cours des dernières décennies (soit 5 cm sur le XX^e siècle). Cette estimation s’appuie sur des modèles climatiques couplant océans et atmosphère. La fonte des glaciers de montagnes contribue pour 0,2 mm par an alors que les effets de l’Antarctique et du Groenland se compensent et contribuent de façon négligeable au niveau de la mer. L’IPCC estime l’ensemble des contributions climatiques à 0,7 mm par an pour le siècle passé.

Les marégraphes, plus ou moins bien répartis près des côtes, fournissent, quant à eux, une valeur deux fois plus élevée : 1,5 millimètre par an. Qu’en est-il en réalité ? Une étude récente (Cabanes et al., 2001) portant sur les variations de température de l’océan depuis quarante ans (1955-1996) permet peut-être de réconcilier estimations des effets climatiques et observations.

L’élévation du niveau marin de 1993 à 1998

Dans leur article, C. Cabanes, A. Cazenave et C. Le Provost, du LEGOS (Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales de Toulouse), ont analysé les données acquises par le satellite altimétrique franco-américain Topex-Poséidon. Entre 1993 et 2001, celui-ci a détecté une élévation du niveau moyen des océans de 2,5± 0,2 mm/an. A quoi correspond en fait cette valeur ?

Principalement deux facteurs influent sur le niveau moyen des océans :

• la dilatation thermique des eaux (une eau chaude est plus volumineuse qu’une eau froide),

• la fonte des glaces ou encore les apports d’eau des réservoirs continentaux.
  

Les auteurs ont estimé la contribution de l'expansion thermique en comparant les données altimétriques aux mesures directes de la température des cinq cents premiers mètres d’eau compilées récemment par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Pour la période de recouvrement (1993-1998) des deux séries d’observations (Topex-Poséidon d’une part et température in situ d’autre part) l’élévation mesurée par Topex-Poséidon et celle déduite de la température des eaux superficielles pour cette brève période sont parfaitement corrélées tant en moyenne globale (3,2 ± 0,2 mm/an et 3,1 ± 0,4 mm/an respectivement pour Topex-Poseidon et pour la dilatation thermique) qu’en tendance régionale comme le montre la figure 1.

Ceci indique que l’élévation observée est essentiellement liée à la dilatation thermique de l’océan.

L’élévation du niveau marin de 1955 à 1996

Dans une deuxième étape, C. Cabanes et ses collègues ont considéré cette fois-ci les températures moyennes des trois mille premiers mètres des océans, telles qu’elles ont été compilées en fonction des données disponibles par Sydney Levitus, de la NOAA, pour les quarante dernières années. Les auteurs ont calculé l’évolution du niveau marin due au réchauffement des océans. L’élévation calculée, 0,50 ± 0,05 mm/an entre 1955 et 1996, est comparable à celle prédite par la plupart des modèles climatiques.

Les auteurs ont également montré qu’en considérant, au cours de cette même période, la contribution thermique au niveau de la mer uniquement aux sites des marégraphes utilisés pour estimer l’élévation du niveau de la mer du XX^e siècle (dont la position est présentée sur la figure 2), l’élévation est beaucoup plus forte, soit 1,4 ± 0,10 mm/an. Ceci suggère que les marégraphes surestiment l’élévation du niveau marin.

Pourquoi la surestimation des marégraphes ?

Cette possibilité, fortement suggérée par la confrontation des données précédentes, peut s’expliquer ainsi. Les marégraphes sont localisés près des côtes, et, de plus, ceux utilisables pour estimer l’élévation du niveau de la mer au cours du XX^e siècle sont confinés dans l’hémisphère nord, à proximité des côtes européennes et nord-américaines. Or il se trouve qu’en ces sites, le réchauffement des masses océaniques a été plus marqué qu’ailleurs (voir figure 2). Les marégraphes indiqueraient donc une montée du niveau marin bien réelle mais plus forte que celle de l’ensemble des océans.

Une conclusion possible de cette étude est que la répartition limitée des marégraphes disposant de longs enregistrements de mesures ne permet pas d’échantillonner correctement la variabilité géographique du niveau de la mer d’origine thermique.

En conséquence, le niveau moyen des océans s’est vraisemblablement élevé de 0,5 à 0,7 mm/an en moyenne au cours des dernières décennies, cette élévation ayant pour cause principale la dilatation thermique des océans. Cette élévation est moins forte que ne le laissent supposer les observations marégraphiques, qui, elles, indiquent une montée du niveau de la mer dans des régions à fort réchauffement climatique.

Contact : Anny Cazenave - Cécile Cabanes LEGOS - GRGS/OMP 18 Av. E. Belin - 31400 Toulouse