Une étude menée par l'Université Polytechnique de Hong Kong (PolyU) a révélé une accélération sans précédent de l'élévation du niveau moyen global de la mer (GMSL) au cours des 30 dernières années. Cette recherche, basée sur une technique innovante de télémétrie laser par satellite (SLR), montre que la croissance de la masse océanique est le principal moteur de cette hausse, avec une augmentation d'environ 90 millimètres entre 1993 et 2022. Ces résultats, publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, soulignent l'impact croissant du changement climatique sur les océans mondiaux.
Points Clés
- Le niveau moyen global de la mer a augmenté d'environ 90 mm entre 1993 et 2022.
- La masse océanique est responsable de près de 60% de cette augmentation.
- La fonte des glaces terrestres, notamment au Groenland, est le principal facteur de l'accroissement de la masse océanique.
- Une nouvelle technique de modélisation prospective a permis d'utiliser la télémétrie laser par satellite (SLR) pour des estimations précises.
- L'élévation du niveau marin s'accélère, soulignant l'urgence climatique.
Élévation du niveau marin : une tendance accélérée
Le niveau moyen global de la mer (GMSL) est un indicateur clé du changement climatique. Au cours des trois dernières décennies, de 1993 à 2022, les océans du monde ont connu une élévation moyenne d'environ 3,3 millimètres par an. Cette hausse n'est pas linéaire ; les données montrent une accélération nette au fil du temps, ce qui intensifie les préoccupations concernant les impacts futurs.
Les chercheurs de PolyU ont établi le premier relevé précis sur 30 ans de l'évolution de la masse océanique globale, également appelée niveau marin barystatique. Leur analyse confirme que les changements dans la masse océanique jouent un rôle prépondérant dans cette élévation. L'étude révèle que la masse océanique a contribué à environ 60% de l'élévation totale du niveau marin observée.
Chiffres Clés
- 90 mm : Augmentation totale du niveau moyen global de la mer entre 1993 et 2022.
- 60% : Part de cette augmentation attribuée à la croissance de la masse océanique.
- 3,3 mm/an : Taux moyen d'élévation du GMSL sur la période étudiée.
- 80% : Contribution de la fonte des glaces terrestres à l'augmentation totale de la masse océanique.
Les moteurs de l'élévation : expansion thermique et fonte des glaces
Deux processus principaux sont responsables de l'élévation du GMSL. Le premier est l'expansion thermique de l'eau de mer. Les océans absorbent environ 90% de l'excès de chaleur du système climatique terrestre, ce qui provoque une dilatation de l'eau. Le deuxième facteur est l'augmentation de la masse océanique, due à l'apport d'eau douce provenant de la fonte des glaces terrestres.
La surveillance continue de l'évolution de la masse océanique est essentielle pour comprendre les tendances actuelles et futures du niveau de la mer. Les nouvelles données de PolyU mettent en lumière l'importance croissante de la fonte des glaces terrestres. Depuis 2005, la hausse du GMSL est principalement due à l'augmentation rapide de la masse océanique, en grande partie causée par la fonte accélérée des calottes glaciaires polaires et des glaciers de montagne, notamment au Groenland.
« Au cours des dernières décennies, le réchauffement climatique a entraîné une perte accélérée des glaces terrestres, qui a joué un rôle de plus en plus dominant dans l'élévation du niveau marin mondial », a déclaré le professeur Jianli Chen, professeur de géodésie spatiale et de sciences de la Terre à PolyU.
Innovation en télémétrie laser par satellite (SLR)
L'équipe de recherche, dirigée par le professeur Jianli Chen et le Dr Yufeng Nie, a utilisé des données de champ de gravité variables dans le temps obtenues par télémétrie laser par satellite (SLR). Cette méthode géodésique établit la distance entre les stations au sol et les satellites à l'aide d'impulsions laser.
Historiquement, l'utilisation directe de la SLR pour estimer les changements de masse océanique était limitée. Des facteurs comme le petit nombre de satellites et de stations au sol, les altitudes orbitales élevées et la faible résolution des mesures restreignaient les données SLR à la détection des changements gravitationnels à très longue longueur d'onde. Pour surmonter ces contraintes, l'équipe a mis en œuvre une technique innovante de modélisation prospective.
Contexte Scientifique
Avant cette étude, les projections de l'élévation du niveau marin reposaient principalement sur l'altimétrie satellitaire. Les relevés du niveau marin barystatique par gravimétrie satellitaire n'ont été possibles qu'avec le lancement de la mission GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) en 2002. L'approche de PolyU avec la SLR offre une nouvelle perspective et une validation indépendante des données existantes.
Surmonter les limites grâce à la modélisation prospective
La clé de cette avancée réside dans la nouvelle technique de modélisation prospective. Elle permet d'utiliser efficacement les champs gravitationnels dérivés de la SLR pour des estimations précises de l'évolution de la masse océanique. Cette méthode intègre des informations géographiques détaillées des frontières océan-terre, résolvant ainsi les limitations de résolution spatiale.
Grâce à cette innovation, les chercheurs ont pu fournir pour la première fois des estimations directes de la masse océanique globale couvrant la période de 1993 à 2022. Cette capacité de surveillance à long terme est cruciale pour l'étude du changement climatique.
« La recherche a montré que les changements de masse océanique dérivés de l'analyse SLR s'alignent bien avec les changements totaux du niveau de la mer observés par les altimètres satellitaires, après avoir tenu compte de l'effet de l'expansion thermique de l'océan », a expliqué le Dr Yufeng Nie. « Cela démontre que la technique SLR traditionnelle peut désormais servir d'outil nouveau et puissant pour les études à long terme sur le changement climatique. »
Impact de la fonte des glaces terrestres
L'étude a confirmé que la fonte des glaces terrestres est le principal moteur de l'augmentation de la masse océanique. Les calottes glaciaires polaires et les glaciers de montagne ont contribué à plus de 80% de l'augmentation totale de la masse océanique globale sur l'ensemble de la période d'étude. Cette proportion met en évidence la vulnérabilité des régions glaciaires au réchauffement climatique.
La perte de glace au Groenland, en particulier, joue un rôle majeur dans cette tendance. L'accélération de la fonte dans ces régions a des conséquences directes sur le niveau marin mondial et, par extension, sur les populations côtières et les écosystèmes marins.
- La fonte des calottes glaciaires polaires.
- La fonte des glaciers de montagne.
- L'impact direct du réchauffement climatique sur les masses de glace.
- Les implications pour les régions côtières.
Validations et perspectives futures
Les données obtenues par SLR sont en accord avec les mesures d'altimétrie satellitaire, ce qui renforce la fiabilité de ces nouvelles estimations. Cette concordance est essentielle pour valider les modèles climatiques couplés, qui sont utilisés pour projeter les futurs scénarios d'élévation du niveau marin. Des données précises sont indispensables pour affiner ces modèles et améliorer leur capacité prédictive.
Cette recherche fournit des informations cruciales pour les décideurs politiques et les scientifiques. Elle permet une évaluation plus complète de l'impact à long terme de l'augmentation de la masse océanique sur le budget du niveau de la mer. Comprendre ces dynamiques est fondamental pour la planification d'adaptations aux changements climatiques et la protection des zones côtières vulnérables.
Le financement de cette étude a été assuré par diverses institutions, notamment la National Natural Science Foundation of China et le Hong Kong Research Grants Council, soulignant l'importance internationale de ces travaux sur le climat.
