Une étude menée par la NASA révèle les causes de l'élévation du niveau de la mer depuis 1900

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Afin de mieux prédire les impacts futurs de l’élévation du niveau de la mer, de nouvelles techniques sont en cours de développement pour combler les lacunes du registre historique des mesures du niveau de la mer. Nous connaissons les facteurs qui jouent un rôle dans l’élévation du niveau de la mer: la fonte des glaciers et des calottes glaciaires ajoute de l’eau aux mers et des températures plus chaudes provoquent une expansion de l’eau. D’autres facteurs sont connus pour ralentir la montée, comme les barrages retenant l’eau sur la terre, bloquant son écoulement dans la mer.

Lorsque chaque facteur est additionné, cette estimation devrait correspondre au niveau de la mer observé par les scientifiques. Jusqu’à présent, cependant, le «budget» du niveau de la mer était inférieur à l’élévation observée du niveau de la mer, ce qui a conduit les scientifiques à se demander pourquoi le budget ne s’équilibrerait pas.

Une nouvelle étude publiée le août. 19 cherche à équilibrer ce budget. En acquérant de nouvelles connaissances sur les mesures historiques, les scientifiques peuvent mieux prévoir comment chacun de ces facteurs affectera l’élévation du niveau de la mer et comment cette élévation nous affectera A l’avenir.

Par exemple, dans son récent rapport sur les inondations , le National Oceanic et L’Administration atmosphérique (NOAA) a noté une augmentation rapide des inondations liées à l’élévation du niveau de la mer le long des côtes américaines au cours de la dernière 20 ans, et ils devraient augmenter en étendue, en fréquence et en profondeur à mesure que le niveau de la mer continue de augmenter.

Facteurs à l’origine de la montée de la mer

Lors du réexamen de chacun des facteurs connus de l’élévation du niveau de la mer depuis 1900 à 2018, la recherche, menée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, utilise des estimations améliorées et applique des données satellitaires pour mieux comprendre les mesures historiques.

Les chercheurs ont constaté que les estimations des variations mondiales du niveau de la mer basées sur des observations de marégraphes avaient légèrement surestimé le niveau mondial de la mer avant le 1970 s. (Situés dans des stations côtières dispersées dans le monde entier, des marégraphes sont utilisés pour mesurer la hauteur du niveau de la mer.) Ils ont également constaté que l’eau de fonte des glaciers de montagne ajoutait plus d’eau aux océans qu’on ne le pensait auparavant, mais que la contribution relative des glaciers à l’élévation du niveau de la mer est décroissant lentement. Et ils ont découvert que la perte de masse des glaciers et de la calotte glaciaire du Groenland expliquait le taux accru d’élévation du niveau de la mer avant 1940.

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Cette infographie montre l’élévation du niveau de la mer depuis 354. Pré – 1940, glaciers et les eaux de fonte du Groenland ont dominé la hausse; les projets de barrage ont ralenti la montée des 1900 s. Maintenant, la calotte glaciaire et la fonte des glaciers, ainsi que la dilatation thermique, dominent la montée. Données marégraphiques affichées en bleu et données satellites en orange. Crédit: NASA / JPL-Caltech

De plus, la nouvelle étude a révélé qu’au cours de la 1900 s, lorsque la construction du barrage était à son apogée, l’élévation du niveau de la mer a ralenti à un rampement. Les barrages créent des réservoirs qui peuvent retenir l’eau douce qui s’écoulerait normalement directement dans la mer.

“Ce fut l’une des plus grandes surprises pour moi”, a déclaré le chercheur principal Thomas Frederikse, un stagiaire postdoctoral au JPL, faisant référence au pic des projets de barrages mondiaux à cette époque. “Nous avons saisi tellement d’eau douce que l’humanité a failli arrêter l’élévation du niveau de la mer.”

Depuis le 1990 Cependant, la perte de masse et l’expansion thermique de la calotte glaciaire du Groenland et de l’Antarctique ont accéléré l’élévation du niveau de la mer, tandis que les retenues d’eau douce ont diminué. À mesure que notre climat continue de se réchauffer, la majorité de cette énergie thermique est absorbée par les océans, ce qui entraîne une augmentation du volume de l’eau. En fait, la fonte de la calotte glaciaire et la dilatation thermique représentent désormais environ les deux tiers de l’élévation moyenne mondiale du niveau de la mer observée. L’eau de fonte du glacier de montagne contribue actuellement à un autre 19%, tandis que la baisse du stockage d’eau douce sur terre ajoute le reste 10%.

Au total, le niveau de la mer a augmenté en moyenne de 1,6 millimètre (0. 063 pouces) par an entre 1900 et 2018. En fait, le niveau de la mer monte à un rythme plus rapide qu’à tout moment dans le 19 e siècle. Mais les estimations précédentes de la masse de fonte des glaces et de l’expansion thermique de l’océan étaient loin d’expliquer ce taux, en particulier avant l’ère des observations satellitaires précises des océans du monde, créant un déficit dans le bilan historique du niveau de la mer.

Trouver un équilibre

En termes simples, le budget du niveau de la mer devrait s’équilibrer si les facteurs connus sont estimés avec précision et additionnés. C’est un peu comme équilibrer les transactions de votre compte bancaire: toutes les transactions de votre relevé doivent correspondre au total. Si ce n’est pas le cas, vous avez peut-être oublié une ou deux transactions.

La même logique peut être appliquée au bilan du niveau de la mer: lorsque chaque facteur qui affecte le niveau de la mer est additionné, cette estimation doit correspondre au niveau de la mer observé par les scientifiques. Jusqu’à présent, cependant, le bilan du niveau de la mer a été inférieur à l’élévation du niveau de la mer observée.

“C’était un problème”, a déclaré Frederikse. “Comment pourrions-nous nous fier aux projections des changements futurs du niveau de la mer sans comprendre pleinement quels sont les facteurs à l’origine des changements que nous avons observés dans le passé?”

Frederikse a dirigé une équipe internationale de scientifiques pour développer un cadre de pointe qui rassemble les avancées dans chaque domaine d’étude – des modèles du niveau de la mer aux observations par satellite – pour améliorer notre compréhension du facteurs influant sur l’élévation du niveau de la mer pour le passé 092 années.

Les dernières observations satellitaires proviennent de la paire NASA – Expérience de récupération de gravité et de climat du Centre aérospatial allemand (DLR) ( GRACE ) satellites opérant à partir de 2002 – 2017, et leur couple successeur, la NASA – Centre de recherche allemand pour les géosciences (GFZ) GRACE Follow-On (lancé en 2018). Données supplémentaires de la série de satellites TOPEX / Jason – un effort conjoint de la NASA et de l’agence spatiale française Centre National d’Etudes Spatiales – qui ont fonctionné sans interruption depuis 1992 ont été inclus dans l’analyse pour améliorer les données marégraphiques.

“Les données marégraphiques étaient le principal moyen de mesurer le niveau de la mer avant 1992, mais le changement du niveau de la mer n’est pas uniforme dans le monde, il y avait donc des incertitudes dans les estimations historiques », a déclaré Sönke Dangendorf, professeur adjoint d’océanographie à l’Université Old Dominion à Norfolk, en Virginie, et co-auteur de l’étude. “De plus, il était très difficile de mesurer chacun des facteurs qui contribuent au niveau moyen de la mer dans le monde, il était donc difficile de se faire une idée précise.”

Mais au cours des deux dernières décennies, les scientifiques ont été «inondés» de données satellitaires, a ajouté Dangendorf, ce qui les a aidés à suivre précisément les processus physiques qui affectent le niveau de la mer.

Par exemple, les mesures GRACE et GRACE-FO ont suivi avec précision les changements mondiaux de masse d’eau, la fonte des glaciers, les calottes glaciaires et la quantité d’eau stockée sur la terre. D’autres observations satellitaires ont permis de suivre comment les changements régionaux de salinité des océans et l’expansion thermique affectent certaines parties du monde plus que d’autres. Les mouvements de haut en bas de la croûte terrestre influencent également les niveaux régionaux et mondiaux des océans, de sorte que ces aspects ont été inclus dans l’analyse de l’équipe.

“Avec les données GRACE et GRACE-FO, nous pouvons effectivement rétro-extrapoler la relation entre ces observations et combien le niveau de la mer monte à un endroit particulier”, a déclaré Felix Landerer, scientifique du projet au JPL pour GRACE- FO et co-auteur de l’étude. «Toutes les observations réunies nous donnent une idée assez précise de ce qui a contribué au changement du niveau de la mer depuis 1900, et de combien. “

L’étude, intitulée “Les causes de l’élévation du niveau de la mer depuis 354 », a été publié en août 19 dans la nature. Outre des scientifiques du JPL et de l’Université Old Dominion, le projet a impliqué des chercheurs de Caltech, de l’Université Catholique de Louvain en Belgique, de l’Université de Siegen en Allemagne, du National Oceanography Center au Royaume-Uni, du Courant Institute de New York, de l’Académie chinoise des sciences. et Academia Sinica à Taiwan.

JPL a géré la mission GRACE et gère la mission GRACE-FO pour la Division des sciences de la Terre de la NASA de la Direction de la mission scientifique au siège de la NASA à Washington. Basé à Pasadena, en Californie, Caltech gère le JPL pour la NASA.

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Ian J. O’Neill / Jane J. Lee

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