Impacts du changement climatique sur les phénomènes hydrométéorologiques

Changement climatique et hausse du niveau de la mer

Changement climatique et hausse du niveau de la merAprès une élévation stable durant plusieurs millénaires, l'élévation du niveau de la mer s'est accélérée significativement au XXe siècle.

Mesures et incertitudes

Pour observer une tendance sur le long terme, des données régulières sur plusieurs décennies sont indispensables. Il existe une centaine de marégraphes dans le monde qui mesurent le niveau de la mer en continu depuis les années 1950. Plusieurs d'entre eux étaient déjà en activité au XIXe siècle, voire pour celui de Brest, dès la fin du XVIIe siècle.

Ces appareils mesurent le niveau de la mer en un point donné, en faisant abstraction de la houle ou des marées. Comme ils sont fixés au socle terrestre, ils prennent aussi en compte les mouvements de ce dernier. Il faut donc corriger ces résultats avec des données GPS très précises relevant les montées et descentes du terrain.

Autre inconvénient : les marégraphes ne réalisent qu'une mesure côtière. Seuls les satellites embarquant des radars altimétriques permettent une vision globale. Depuis 1993, ces satellites permettent de mesurer le niveau absolu de la mer… qui est loin d'être uniforme. La surface des océans présente en effet des bosses et des creux de plusieurs dizaines de centimètres d'amplitude.

En combinant ces différents moyens de mesure, on estime l'élévation du niveau moyen de la mer à environ 1,7 mm par an en moyenne entre 1901 et 2011, et à 3,2 mm par an entre 1993 et 2014.

Une élévation attribuée au changement climatique

Le niveau de la mer a toujours évolué, et parfois très rapidement : 130 m entre la dernière période glaciaire il y a environ 21 000 ans et le début de la période interglaciaire actuelle, soit environ1 mètre par siècle. Cette évolution s'est ensuite ralentie il y a environ 6 000 ans et s'est stabilisée autour de seulement 5 cm par siècle en moyenne au cours des 2 à 3 derniers millénaires. De tels changements ne s'expliquent que par des variations naturelles. Or, depuis, au cours du XXe siècle, le niveau des mers s'est élevé de 20 cm environ. Peut-on attribuer cette accélération de la montée du niveau de la mer au changement climatique ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont quantifié l'influence sur le niveau de la mer de plusieurs paramètres directement impactés par le changement climatique.

- La température de la mer : plus elle s'élève, plus l'eau se dilate. Température des océans et niveau de la mer sont liés.
- La fonte des glaces terrestres : l'Antarctique, le Groenland et les glaciers de montagne stockent de grandes réserves d'eau sous forme de glace. Cette dernière fond de plus en plus avec l'élévation des températures à la surface du globe. Cette eau de fonte se déverse alors dans les océans.

Les scientifiques mesurent donc le réchauffement des océans et en déduisent sa contribution à la montée du niveau marin. Ils surveillent également, avec les satellites, l'évolution du volume et de la masse des glaces terrestres pour estimer la quantité d'eau de fonte déversée dans les mers. La somme de ces deux contributions permet de rendre compte de l'essentiel de l'élévation observée, notamment sur les deux dernières décennies. La montée du niveau marin est désormais bien comprise et il est même possible d'affirmer que l'influence des activités humaines sur l'élévation du niveau moyen de la mer est importante depuis les années 1970, via leurs effets sur ces deux contributions.

Une élévation plus forte au cours du XXIe siècle

Pour évaluer l'évolution du niveau de la mer au cours des prochaines décennies, les chercheurs utilisent des modèles de climat qui simulent l'impact du changement climatique sur ces différents paramètres. La dilatation thermique, responsable pour moitié de l'élévation du niveau de la mer, est bien décrite. D'autres paramètres sont moins bien connus.

Les chiffres pour le XXIe siècle varient donc parfois beaucoup d'une étude à l'autre. L'estimation fréquemment citée est celle fournie par le GIEC en 2013 : une élévation de 26 à 82 cm d'ici à la fin du XXIe siècle, tous scénarios confondus.

Mais cette valeur pourrait s'avérer encore supérieure car la fonte du Groenland et de l'Antarctique serait sous-estimée. À Météo-France, les chercheurs travaillent à une meilleure modélisation de la fonte du Groenland.

L'autre grand défi pour ces chercheurs consistera à estimer l'élévation du niveau de la mer au niveau régional, par exemple en Méditerranée.

Evolution du niveau de la mer moyen global
Compilation de données et projections du niveau de la mer moyen global : données paléoclimatiques (en violet), données de marégraphes (en bleu, rouge et vert), données altimétriques (en bleu ciel) et estimations médianes et plages probables de projections obtenues à partir de modèles pour les scénarios RCP2.6 (en bleu) et RCP8.5 (rouge). Toutes les valeurs sont relatives aux valeurs préindustrielles et sont exprimées en mètres (d'après la figure AT2-figure2 du résumé technique du rapport du groupe I du GIEC publié en 2013).