Variations de masse des océans vues par géodésie spatiale

Les variations barystatiques et manométriques du niveau marin représentent la composante de masse des variations du niveau marin aux échelles globale et régionale respectivement. Les variations barystatiques et manométriques du niveau marin peuvent être estimées par deux approches différentes:

• Les missions de gravimétrie spatiale GRACE et GRACE - Follow On
• Le calcul du bilan du niveau marin combinant les mesures d’altimétrie radar satellitaires à celles de capteurs in situ

L’approche gravimétrique est basée sur les produits d’ensemble du CNES développés à partir de l’étude Blazquez et al., (2018) (GRACE ensemble L3 V2.1 : page web en préparation), permettant d’estimer les incertitudes associées aux diverses étapes de la chaîne de traitement des données GRACE et GRACE-FO. L’approche par résolution du bilan marin est basée sur l’étude de Barnoud et al., (2023).

Variations barystatiques du niveau marin

Les variations barystatiques du niveau marin représentent les échanges de masses d’eau des continents aux océans et vice versa. La fonte des calottes polaires et des glaciers continentaux constitue les principales sources de variation du niveau barystatique. A l'échelle interannuelle, les échanges d'eau douce avec les grands bassins hydrologiques (par exemple l'Amazone) sont également importants. Les méthodes gravimétrique et de bilan marin utilisées pour calculer les variations barystatiques du niveau des mers sont comparées dans la Figure 1. Globalement, les deux approches sont cohérentes, notamment l’approche de la différence entre altimétrie et niveau stérique et l’approche d’ensemble GRACE.

Variations manométriques du niveau marin

Les changements manométriques du niveau de la mer sont dus à plusieurs processus, incluant la circulation océanique et atmosphérique, les empreintes du niveau de la mer (sea level fingerprints en anglais) ou le cycle global de l'eau. Les modes climatiques, tels que l'oscillation australe d'El Niño, l'oscillation arctique, l'oscillation nord-atlantique ou le mode annulaire austral, influencent également de manière significative les changements manométriques du niveau de la mer (voir par exemple, Pfeffer et al., 2022).

Les tendances des variations manométriques du niveau de la mer et leurs incertitudes sont illustrées pour l'approche gravimétrie (Figure 2). Les variations manométriques du niveau de la mer et leurs incertitudes ne sont pas fournies pour l’approche SLBC, dues aux fortes incertitudes liées à la dérive de la composante halostérique (voir Barnoud et al. 2021, Bouih et al., 2025 pour plus de détails). En l’état actuel ce produit continue d’être analysé pour s’assurer de sa pertinence. 
Les tendances issues de l’approche par gravimétrie GRACE restent en bon accord avec les produits précédents. Le changement de géocentre considéré dans l’ensemble V2.1 permet de réduire les incertitudes sur les tendances.

Produits barystatiques et manométriques

Au total, 3 produits sont distribués:

• Les variations barystatiques du niveau de la mer à partir de la gravimétrie : séries temporelles mensuelles d'avril 2002 à août 2025
• Les variations manométriques du niveau de la mer à partir de la gravimétrie : grilles mensuelles avec un espacement de 1 degré d'avril 2002 à août 2025
• Les variations barystatiques du niveau de la mer à partir du bilan marin : séries chronologiques mensuelles de janvier 1993 à juin 2023

DOI et métadonnées

Les produits gravimétriques sont référencés avec le DOI: https://doi.org/10.24400/527896/a01-2023.011 
Plus de métadonnées: https://commons.datacite.org/doi.org/10.24400/527896/a01-2023.011 

Les produits issus du bilan marin sont référencés avec le DOI: https://doi.org/10.24400/527896/a01-2023.012 
Plus de métadonnées: https://commons.datacite.org/doi.org/10.24400/527896/a01-2023.012 

Accès et conditions

Le produit (fichier NetCDF) peut être téléchargé en accès libre sur le serveur https ou via le FTP non authentifié (si le protocole FTP n'est pas supporté par vos navigateurs, voir cette note)

Le produit est librement accessible pour tout type de projet ou d'étude, et mis à disposition selon les termes de la licence AVISO.

Citation

Si vous utilisez les données, veuillez citer: "The barystatic and manometric products from satellite gravimetry and sea level budget approaches (DOI: 10.24400/527896/a01-2023.011 version XX and 10.24400/527896/a01-2023.012 version XX) were produced by Magellium/LEGOS and distributed by AVISO+ (https://aviso.altimetry.fr) with support from Copernicus Marine Service. "

Contacts

Pour toute question technique ou information complémentaire relative aux produits barystatiques et manométriques, les utilisateurs sont invités à contacter Alexandre Boughanemi : alexandre.boughanemi(at)magellium.fr

Remerciements

Ce travail est financé par le Service Marin de Copernicus (Copernicus Marine Serice) dans le cadre du projet WAMBOR (WAter Mass Balance in Ocean Reanalyses): https://marine.copernicus.eu/about/research-development-projects/2022-2024/WAMBOR. Le Copernicus Marine Service est mis en œuvre par Mercator Océan International dans le cadre d'une convention de délégation avec l'Union Européenne.

Versions des produits barystatiques et manometriques, documentation et accès

Références principales

• Blazquez, A., Meyssignac, B., Lemoine, J.-M., Berthier, E., Ribes, A., Cazenave, A. (2018). Exploring the uncertainty in GRACE estimates of the mass redistributions at the Earth surface: implications for the global water and sea level budgets, Geophysical Journal International, 215 (1), 415–430, https://doi.org/10.1093/gji/ggy293
• Barnoud, A., Pfeffer, J., Cazenave, A., Fraudeau, R., Rousseau, V., and Ablain, M. (2023). Revisiting the global mean ocean mass budget over 2005–2020, Ocean Sci., 19, 321–334, https://doi.org/10.5194/os-19-321-2023 

Autres références

• Antarctic and Greenland Ice Sheet mass balance 1992–2020 for IPCC AR6 (Version 1.0), UK Polar Data Centre, Natural Environment Research Council, UK Research & Innovation [data set], https://doi.org/10.5285/77B64C55-7166-4A06-9DEF-2E400398E452 , 2021
• Barnoud, A., Pfeffer, J., Guérou, A., Frery, M.-L., Siméon, M., Cazenave, A., et al. (2021). Contributions of altimetry and Argo to non-closure of the global mean sea level budget since 2016. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL092824. https://doi.org/10.1029/2021GL092824
• Bouih, M., Barnoud, A., Fraudeau, R., Larnicol, G., Cazenave, A., Meyssignac, B., Blazquez, A., Horwath, M., Döhne, T., Bamber, J., Abele, A., Leroux, S., Kolodziejcyk, N., Llovel, W., Spada, G., Storto, A., Yang, C., Connors, S., Restano, M., and Benveniste, J. and the SLBC_cci+ team: Global mean and local sea level budget from updated observations andresiduals analysis (SLBC_cci+ project), EGU General Assembly 2024, Vienna, Austria, 14–19 Apr 2024, EGU24-16813, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu24-16813 , 2024.
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• Legeais, J.-F., Meyssignac, B., Faugère, Y., Guerou, A., Ablain, M., Pujol, M.-I., Dufau, C., and Dibarboure, G., (2021). Copernicus sea level space observations: a basis for assessing mitigation and developing adaptation strategies to sea level rises, Front. Mar. Sci., 8, 704721, https://doi.org/10.3389/fmars.2021.704721
• Müller Schmied, H., Trautmann, T., Ackermann, S., Cáceres, D., Flörke, M., Gerdener, H., Kynast, E., Peiris, T. A., Schiebener, L., Schumacher, M., and Döll, P.: The global water resources and use model WaterGAP v2.2e: description and evaluation of modifications and new features, Geosci. Model Dev., 17, 8817–8852, https://doi.org/10.5194/gmd-17-8817-2024 , 2024.
• Pfeffer, J., Cazenave, A. & Barnoud, A. (2022). Analysis of the interannual variability in satellite gravity solutions: detection of climate modes fingerprints in water mass displacements across continents and oceans. Clim Dyn 58, 1065–1084. https://doi.org/10.1007/s00382-021-05953-z