Enseigner les Sciences de la nature

logo ensl   Logo du ministère de l'éducation
logo CIRI logo Immuniser Lyon
logo LBMC logo Musée Mérieux
Logo Inserm igfl igfl logo CREATIS
Logo du Museum national des histoires naturelles
Logo du musée de Confluences
logo geo 3d
Logo de Lyon 1 logo lgltpe 
Logo du Museum national des histoires naturelles
Logo du musée de Confluences
logo LBMC
logo LBMC
logos composé logo COP In My City logo Investissement d'avenirLogo du musée de Confluences
logo Météo France Logo du musée de Confluences
logo EVSlogo Grand Lyon

nivmar_etape2

Impact climatique des rejets anthropiques de CO2 : l'élévation du niveau marin.

Quelles sont les causes de l'élévation constatée du niveau marin ?

 

Deux hypothèses peuvent être émises : la dilatation thermique et la fonte des glaces continentales. Des démarches expérimentales peuvent être entreprises. Nous nous limiterons ici à l’utilisation des banques de données pour éprouver ces hypothèses.

 

Niveau marin et expansion thermique des océans

 

Pour les professeurs maîtrisant un tableur il peut être intéressant de construire des graphiques permettant de comparer des données issues de différentes banques et téléchargées sous forme de tableau. Les données figurant sur le document ci-contre proviennent du serveur de la NOAA et sont obtenues par interrogation des banques suivantes (accessibles par l'interface d'interrogation des banques de données climatiques ) : 
- pour le niveau marin : Aviso : Topex/Poseidon
- pour les températures (de l'air et de l'eau à différentes profondeurs) : NVODS : Monthly mean air temperature NCEP Reanalysis et  SODA-POP v1.2 monthly means .

dilatAust.gif

Ce graphique (notamment les courbes de tendance) met en évidence la relation existant entre les augmentations de température de l’air, des eaux marines superficielles et plus profondes d’une part et l’élévation du niveau marin d’autre part, au sud ouest de l’Australie.
 

Les documents suivants, résultats d’une requête différente auprès des mêmes banques de données, permettent de travailler à l’échelle du globe.

topeix_fev 01.gif


dilatfev_25m.gif

Ces deux cartes montrent les différences de niveau marin et de température des eaux superficielles entre février 2001 et février 1993. Les régions où le niveau marin est plus élevé en février 2001 sont en général celles dont les eaux de surface ont vu leur température augmenter. Il existe cependant des exceptions, par exemple aux basses latitudes de l’Atlantique nord. L’expansion thermique n’est donc pas le seul facteur à l’origine de l’élévation du niveau marin.

 

(Pour la période 1993-2003, l'expansion thermique est estimée à 1.6 mm/an, soit environ 60% de la hausse du niveau de la mer mesurée par altimétrie).

 

Niveau marin et fonte des glaces continentales

 

Les données ci-dessous sont extraites d’un fichier Excel à disposition sur le site ftp de l’Université du Colorado à Boulder ftp://sidads.colorado.edu/pub/DATASETS/NOAA/G10002

glaciers1r.gifAgrandir l'image

 

gl_moyann.gif

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le premier graphique qui traduit l’évolution de la masse des glaciers, montre que la plupart des glaciers de montagne sont en régression, le deuxième que la masse globale des glaciers diminue. L’eau ainsi libérée  contribue à l’élévation du niveau global des océans (0,5mm par an).

 

Par ailleurs quel bilan peut-on établir pour les calottes polaires ?

L’Antarctic glaciological data center délivre  des images satellitaires des plates-formes (ice shelves)  de la calotte antarctique, qui sont en fait les prolongements flottants des glaciers et qui peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres d’épaisseur.

Larsen02.gif Larsen05.gif

Larsen B février 2000

Larsen B février 2005

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les deux premières images montrent la régression de la plate-forme du glacier Larsen situé dans la péninsule antarctique.
 Les deux suivantes montrent au contraire une progression de la plate forme de Ross. En fait, en Antarctique, certaines régions prennent du poids, d’autres en perdent sans que l’on sache pourquoi et sans qu’on soit en mesure d’établir un bilan global.

 

Mais les plates-formes, flottantes, pourraient fondre entièrement  sans provoquer une élévation du niveau marin, en vertu du principe d’Archimède. Cependant  leur disparition pourrait fragiliser les glaces de la calotte dont elles sont issues et solidaires.

 

 

Ross1999.gif Ross2005.gif

Ross fevrier1999

Ross février 2005

Des données altimétriques et de vitesse de déplacement des glaciers des calottes polaires existent et permettent de suivre l’évolution de ces calottes. Elles sont difficilement accessibles en ligne (accès soumis à autorisation) et souvent sous une forme difficilement exploitable par les professeurs et les élèves. Elles font état d’une fonte de certaines régions du Groenland et de l’Antarctique ouest responsables respectivement d’une élévation de 0,13 et 0,16 mm/an du niveau marin.  

Niveau marin et fonte des glaces de mer

 

La banquise, pour les mêmes raisons que les plates-formes, n’a aucune influence directe sur le niveau marin. Mais sa disparition contribue au réchauffement de la région (l’albédo de la glace étant très supérieur à celui de l’eau de mer) et donc à l’expansion thermique de l’océan. La régression de la banquise a par ailleurs des conséquences  sur la circulation thermohaline.   

 Le serveur de l’Ifremer et le serveur ftp de l’Université du Colorado fournissent des images satellitaires des banquises des deux hémisphères de 1991 à 1996 pour l’Ifremer, de 1987 à 2005 pour l’université du Colorado. 
200302.gif

surfPN1.gif

Traitement de l’image par mesurim

200302PS.gif


 Le logiciel mesurim permet de calculer (en pixels) la surface occupée par la banquise sur une image donnée. En répartissant le travail entre les élèves on peut donc ainsi suivre, à travers l'étude des images satellitales, l'évolution de la banquise sur près de 20 ans. En  reportant les résultats dans un tableur, on peut construire un graphique qui visualise l’évolution de la surface occupée par les glaces de mer sur une période donnée. Entre 1987 et 2003 on observe une régression de la banquise au pôle nord en février et en août  et une extension au pôle sud.

surfPN3.gif

surfPS.gif

Les rejets anthropiques de gaz à effets de serre contribuent, par le réchauffement climatique qu'ils provoquent, à la dilatation thermique de l'océan et à la fonte des glaces continentales. Ils sont donc à l'origine d'une élévation du niveau marin. Des modèles ont été construits afin de prédire, en partant de divers scénarios socio-économiques plausibles, l'amplitude de l'élévation du niveau marin liée aux rejets anthropiques.

étape suivante