Niveau moyen de la mer

Avec le réchauffement de la planète, une réaction directe du système climatique est l'élévation du niveau de la mer. Cette élévation résulte de l'expansion de l'eau de mer en réponse au contenu en chaleur de l'océan (Ocean Heat Uptake, OHC) et à l'apport d'eau provenant de la fonte des glaces et des glaciers. La 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 (Global Mean Sea Level, 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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A L'ECHELLE GLOBALE

Différentes missions d'altimétrie par satellite surveillent la GMSL de façon successive et continue depuis 1993: TOPEX/Poseidon, Jason-1, Jason-2, Jason-3, et Sentinel-6 MF. Ces missions sont appelées "missions de référence" car elles volent sur une orbite de référence bien déterminée et inchangée depuis 1993. Des phases de calibration dédiées entre les missions successives, durant lesquelles les satellites volent à quelques secondes d'intervalle, permettent d'assurer la stabilité à long terme et la 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, est essentiel pour produire des données homogènes qui reflètent bien l'évolution à long terme du niveau de la mer.

L'élévation globale du niveau de la mer augmente, en moyenne sur le globe, de 3.6 millimètres par an (+/- 0.3 mm/an, 90%IC). 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 la période altimétrique, cette accélération est estimée à 1.2 mm par an et par décennie (+/- 0.5 mm/an/décacade, 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).

Voir Guérou et al., 2023 pour plus de détails ainsi que la page Validation pour certaines mises à jour.

Le niveau moyen global des mers (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 élimination des signaux annuels et semi-annuels,
application d'un filtre de 6 mois et la correction du rebond postglaciaire.
Un modèle quadratique comme décrit ci-dessus est aussi représenté.

Une correction de la dérive instrumentale TOPEX-A (Cazenave WCRP 2018) est appliquée. Cette correction est estimée à partir de la comparaison des données altimétriques et marégraphiques du niveau de la mer (voir plus de détails dans Validation). La dérive instrumentale de TOPEX-A a conduit à surestimer la pente du GMSL pendant les 6 premières années de l'enregistrement altimétrique.

A L'ECHELLE REGIONALE

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 (Pacific Decadal Oscillation, PDO) et l'Oscillation Nord-Atlantique (North Atlantic Oscillation, NAO). 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 des mers 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 des mers à des latitudes élevées (supérieures à 66°N et S) et d'améliorer la résolution spatiale des produits. Voir la page web Ssalto/DUACS pour les détails de traitement.

Plus d'informations sur la page Variabilité régionale et reconstruction du niveau de la mer dans le passé.

Tendance régionale du niveau de la mer grillé pour la période de 1993 à aujourd'hui à partir des données multi-missions C3S Ssalto/Duacs.
La résolution de la grille est de 1/4 de degré.

Animation des données depuis 1993

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.