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 trois 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 et
• le calcul du bilan de masse des océans (ocean mass budget (OMB) en anglais), à partir de la somme des contributeurs, c’est-à-dire les variations de flux d’eau entre les continents et les océans, dont les variations de masse de glace du Groënland, de l’Antarctique et des glaciers continentaux, ainsi que les variations du cycle hydrologique continental.

L’approche gravimétrique est basée sur les produits d’ensemble du CNES développés à partir de l’étude Blazquez et al., (2018), permettant d’estimer les incertitudes associées aux diverses étapes de la chaîne de traitement des données GRACE et GRACE-FO. Les produits barystatique et manométrique V6.0 sont calculés à partir de l'ensemble GRACE L3 V2.2. Les approches du bilan du niveau marin et du bilan de masse des océans sont basées sur les études de Barnoud et al., (2023) et de Bouih et al., (2024).

Variations barystatiques du niveau marin

Les variations barystatiques du niveau marin sont dues aux échanges de masses d’eau des continents aux océans et vice versa. La fonte des calottes polaires et des glaciers continentaux constitue la principale source 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, de bilan du niveau marin et de bilan de masse des océans utilisées pour calculer les variations barystatiques du niveau des mers sont comparées dans la Figure 1. Les trois approches sont cohérentes, notamment le bilan du niveau marin et l’ensemble GRACE et GRACE-Follow On.

Une série barystatique étendue couvrant la période 1993-2027 est calculée en combinant l’approche du bilan de masse des océans et la gravimétrie spatiale (Figure 2).

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 variations manométriques du niveau de la mer et leurs incertitudes ne sont pas fournies par le bilan du niveau marin, dues aux fortes incertitudes liées à la dérive de la composante halostérique (Barnoud et al. 2021, Bouih et al., 2025). La nouvelle correction de leakage considérée dans l’ensemble L3 V2.2 modifie les tendances manométriques près des côtes du produit océan V6.0 en comparaison au produit V5.

Produits barystatiques et manométriques

Au total, 4 produits sont distribués:

• Les variations barystatiques du niveau de la mer à partir de la gravimétrie : séries temporelles mensuelles d'avril 2002 à février 2026
• 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 février 2026
• Les variations barystatiques du niveau de la mer à partir du bilan marin : séries chronologiques mensuelles de janvier 1993 à juin 2023
• Les variations barystatiques du niveau de la mer à partir de la combinaison du bilan de masse des océans et de la gravimétrie spatiale : séries temporelles mensuelles de janvier 1993 à juin 2027.

DOI et métadonnées

Les produits Variations barystatiques et manométriques du niveau de la mer à partir de la gravimétrie 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 Variations barystatiques et manométriques du niveau de la mer à partir 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 

La série barystatique étendue est référencée avec le DOI: https://doi.org/10.24400/527896/AVISO-2026.009 
Plus de métadonnées: https://commons.datacite.org/doi.org/10.24400/527896/AVISO-2026.009 

Accès et conditions

Le produit (fichier NetCDF) peut être téléchargé en accès libre sur le serveur https 

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 produits Variations barystatiques et manométriques du niveau de la mer à partir de la gravimétrie, merci de citer:

• pour les versions v2 à v4: "The barystatic and manometric products from satellite gravimetry (DOI: 10.24400/527896/a01-2023.011) were produced by Magellium/LEGOS/CNES in the framework of the WAMBOR (WAter Mass Balance in Ocean Reanalyses) project and are distributed by AVISO with the support from Copernicus Marine Service. "
• pour les versions v5 à v6: "The barystatic and manometric products from satellite gravimetry (DOI: 10.24400/527896/a01-2023.011) were produced by Magellium/LEGOS/CNES in the framework of SAGSA project, funded by CNES via the FormaTerre national center, part of the Data Terra research infrastructure, and are distributed by AVISO+ (https://aviso.altimetry.fr)”.

Si vous utilisez les produits Variations barystatiques et manométriques du niveau de la mer à partir du bilan marin, merci de citer:

• pour la version v2: “The barystatic and manometric products from sea level budget approach (DOI: 10.24400/527896/a01-2023.012) were produced by Magellium/LEGOS/CNES  in the framework of the WAMBOR (WAter Mass Balance in Ocean Reanalyses) project and are distributed by AVISO with support from the Copernicus Marine Service.”
• pour la version v3: “The barystatic product from the ocean mass budget and the sea level budget approaches (DOI: 10.24400/527896/a01-2023.012) were produced within the framework of SLBC CCI+ project, funded by ESA and is distributed by AVISO+ (https://aviso.altimetry.fr)”.

Si vous utilisez le produit Série barystatique étendue construite à partir du bilan de masse des océans et de la gravimétrie spatiale, merci de citer: "The Extended barystatic time series from ocean mass budget and satellite gravimetry (DOI: 10.24400/527896/AVISO-2026.009) was produced within the framework of the SLBC CCI+ project funded by ESA and SAGSA project funded by CNES, and is distributed by AVISO+ (https://aviso.altimetry.fr).”

Contacts

Pour toute question technique ou information complémentaire relative aux produits barystatiques et manométriques, les utilisateurs sont invités à contacterAVISO: aviso(at)altimetry.fr

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
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• Bouih, M., Barnoud, A., Fraudeau, R., Larnicol, G., Cazenave, A., Meyssignac, B., ... & Benveniste, J. (2024). Global mean and local sea level budget from updated observations and residuals analysis (SLBC_cci+ project). European Geosciences Union General Assembly 2024 (EGU24), 16813.

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