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Le niveau moyen des océans : définition, variations et techniques de mesure

Le "niveau moyen des mers" (ou des océans) est la moyenne de la hauteur des mers sur toute la surface immergée de la Terre, exprimée par rapport à une référence. Cependant,  ce qui est le plus étudié n'est pas tant ce niveau en lui-même que la façon dont il varie. Il peut être global, mais aussi calculé sur un bassin (p.ex. l'Atlantique) ou sur une région océanique. Des cartes montrant la tendance sur plusieurs années sont également réalisées.

Les variations du niveau moyen peuvent venir de plusieurs sources (voir ci-dessous). Les variations passées peuvent être reconstituées à partir de différents indicateurs. Depuis le 19e siècle, voire plus tôt dans quelques endroits, des marégraphes ont enregistré ces variations. Aujourd'hui, les satellites altimétriques (de façon continue depuis 1992), les flotteurs automatisés (réseau Argo depuis 2003), des données gravimétriques (satellite Grace) mesurent également ces variations, ou une de leurs composantes. Les modèles d'océan peuvent aussi servir à mieux comprendre et estimer ces phénomènes.

 

Les causes des variations du niveau des mers

  • Les variations de masse de l'eau :
    de l'eau peut être ajoutée à l'océan, surtout par la fonte des glaces terrestres (glaciers, indlansis). Une pluviosité plus forte au-dessus des océans, soit par l'augmentation du ruissellement et du débit des fleuves peut également augmenter la quantité d'eau. À l'inverse, plus de réservoirs d'eau artificiels peut mener à une diminuntion de l'apport d'eau. Une augmentation de l'évaporation peut également faire diminuer la masse d'eau (ainsi qu'une glaciation, comme cela s'est passé lors de la dernière grande glaciation, où le niveau des mers était environ à 100 m en dessous de ce qu'il est aujourd'hui). À noter que la fonte des glaces de mer, qui flottent sur l'océan, ne fait pas augmenter le  niveau.
  • Les variations de température :
    l'eau se dilate en chauffant, ce qui conduit à un niveau plus élevé. Ceci conduit notamment à des variations saisonnières du niveau des mers, ainsi qu'à des différences d'une année sur l'autre, dues à des phénomènes climatiques (par exemple El Niño). Les changements de température sur de plus longues périodes (réchauffement climatique) ont, bien entendu, également un impact.
  • Les variations de salinité :
    plus l'eau est salée, plus elle est dense. Une eau très salée aura donc un niveau plus bas. Les variations de salinité peuvent être dues à l'apport d'eau douce (augmentation du ruissellement, de la pluviosité ou fonte des glaces), qui diminue la salinité, ou par une évaporation accrue ou une glaciation, qui l'augmentent.
  • Les changement dans la circulation océanique :
    des variations de niveau des mers (notamment locales) peuvent être dues à des changement dans la circulation océanique. Les courants peuvent se décaler sur des périodes de dix ans ou plus.
Le cycle de l'eau : l'eau s'évapore de toutes les étendues d'eau, ainsi que de la végétation. La vapeur d'eau se condense pour former les nuages, qui précipitent éventuellement sous forme de pluie, de neige ou de grêle. L'eau qui est libérée retourne au sol où elle est absorbée par la végétation, ou ruisselle vers les rivières et les fleuves. L'eau peut également pénétrer lentement dans le sol vers les couches les plus profondes pour alimenter la nappe phréatique et le système des fleuves et des rivières. Enfin, l'eau s'accumule pendant les périodes froides dans les glaciers, qui fondent lorsque la température augmente. (Crédits Cnes/D. Ducros)

Les différentes techniques de mesure et ce qu'elles observent

Les différentes techniques permettant de mesurer les variations du niveau moyen des océans n'observent en fait pas exactement les mêmes phénomènes physiques.

Technique Part du niveau moyen observée
Altimétrie totale (stérique+masse)
Grace masse+ effets du rebond post-glaciaire (GIA)
profils Température/Salinité (Argo) stérique
ou thermostérique (température seule)
ou halostérique (salinité seule)
Marégraphes totale plus mouvements du sol (effets du rebond post-glaciaire compris)
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