Océan

Les modèles prédisent tous une hausse du niveau marin, mais son ampleur reste incertaine. La circulation océanique devrait se modifier également, et l’acidité de l’eau s’accroître partout sur le globe.

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Niveau marin

Niveau marin La hausse du niveau marin dépassant clairement les projections des modèles, des chercheurs ont cherché à évaluer cette hausse par des modèles semi-empiriques (barres à droite, correspondant à 3 publications différentes). Ces modèles ne font pas consensus, mais les ...

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L’évolution future du niveau marin est un enjeu très important du changement climatique : environ 20% de l’humanité vit à moins de 30 km des côtes (un chiffre en augmentation constante), dont 160 millions d’individus qui sont à moins de 1m d’altitude ! Dans ces conditions, une hausse du niveau de la mer, fut-elle limitée à quelques dizaines de centimètres, serait porteuse de dégâts importants. A la fois par le biais la salinisation du sol des plaines côtières, et en termes de dommages aux infrastructures humaines lors des tempêtes.

Malheureusement, la robustesse des projections en matière de niveau marin est insuffisante. Depuis 20 ans, la hausse constatée est très au-dessus projections : alors que le 3e rapport du GIEC prévoyait une hausse de 1,9 mm/ an pour la période l993/2008, la réalité a été de 3,4 mm/an d’après les relevés satellitaires. L’explication probable de cet écart entre modèles et observations tient à la non prise en compte, dans les modélisations du niveau marin, d’une composante dont on a récemment découvert l’importance : l’écoulement vers la mer des calottes polaires. Ce phénomène ne fait aucun doute. Par contre son évolution est difficile à anticiper dans l’état actuel du savoir.

Confronté à cette lacune, le GIEC a fait le choix en 2007 d’établir des projections ne prenant pas en compte la dynamique des calottes, et d’avertir explicitement de l’existence de ce biais. Ses projections, environ 40 cm de hausse à l’horizon 2100 (soit un doublement de la hausse observée lors du XXe siècle) sont donc assorties d’une incertitude de 20 cm qui ne prend pas en compte l’avenir des calottes polaires. Cette incertitude n’exprime que la diversité des modèles concernant la fonte des glaciers continentaux et la diversité des scénarios d’émissions. Le chiffre du GIEC doit donc être considéré comme un plancher, auquel il faudra dès que l’état de la science le permettra (probablement dans les toutes prochaines années) rajouter la composante « perte de glace par les calottes ».

Face au même problème (« comment faire des projections sur l’avenir du niveau marin alors que l’on ne comprend pas la dynamique polaire » ?), certains auteurs ont entrepris de construire des modèles dits « semi-empiriques ». Autrement dit, ils cherchent des relations entre température et hausse du niveau marin dans les données passées, puis à l’aide de ces relations, calculent les effets d’une hausse des températures données. Ces auteurs annoncent quant à eux des hausses bien plus fortes que les 40cm du GIEC : souvent plus de 1m en valeur moyenne. Avec des marges d’erreurs dont les bornes supérieures s’établissent parfois à plus de 180 cm, un chiffre synonyme de dégâts colossaux. Les années à venir devraient voir des progrès rapides dans la modélisation des calottes glaciaires, et permettre de réduire ces incertitudes.

Une autre évolution de l’océan qui fait l’objet de modélisations actives est son acidification. L’on sait en effet que le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère se dissout dans la mer en l’acidifiant. Cette acidification devrait amener le pH de surface de l’océan à 7,8 en 2100, contre 8,14 aujourd’hui (et 8,25 à l’ère préindustrielle). L’ampleur de ce phénomène ne pose pas vraiment question, mais la façon dont l’acidité se répartira géographiquement et verticalement dans la colonne d’eau est encore incertaine.

D’autres interrogations portent sur les courants marins, et notamment la circulation thermohaline, qui emmène vers les grands fonds l’eau refroidie par l’air dans les régions septentrionales de l’Atlantique. Cette plongée d’énormes masses d’eau froide et salée contribue à l’ensemble des courants marins de la planète, auxquels elle est connectée. Elle contribue notamment à adoucir le climat de l’Europe de l’Ouest, en « aspirant » le long de ses côtes des eaux tièdes issues des régions tropicales. La circulation thermohaline devrait s’affaiblir avec le changement climatique : les hautes latitudes vont en effet à la fois s’échauffer et recevoir de grandes quantités d’eau douce, issues de la fonte des glaces septentrionales ; et la physique veut qu’une eau adoucie et échauffée soit moins dense. Les modèles divergent sur l’ampleur du ralentissement à venir, de négligeable à -50%.

Référent scientifique

Anny Cazenave avec William Llovel,

Chercheurs au LEGOS (Laboratoire d'Études en Géophysique et Océanographie Spatiales).