Impacts du changement climatique : Littoral et Milieu marin

Le Vendredi 20 décembre 2019
Afin de décrire l'état du Climat et ses impacts sur l'ensemble du territoire français, l’ONERC (Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique) s’est doté d’indicateurs. Un indicateur est une information, associée à un phénomène, permettant d’en indiquer l’évolution dans le temps, de façon objective, et pouvant rendre compte des raisons de cette évolution. Dans cette fiche, les indicateurs s'intéressent au littoral et au milieu marin.
16 cm

Entre 1902 et 2010, le niveau moyen des mers a augmenté de 16 cm

Niveau moyen global des océans par altimétrie satellitale

Définition de l'indicateur

Cet indicateur rend compte de l’élévation du niveau moyen global des océans par altimétrie satellitale depuis 1992.

Contact et origine des données de l'indicateur niveau moyen des océans

Responsables de l’indicateur :  Vinca ROSMORDUC, CLS/Cnes/Legos

Organisme propriétaire des données : CLS/Cnes/Legos

Date de dernière actualisation de l’analyse technique et des données : novembre 2019

 

Méthode de calcul de l'indicateur niveau moyen des océans

Le niveau moyen de référence (courbe ci-après) est calculé depuis Janvier 1993 après avoir retiré les signaux annuel et semi-annuel. Un filtrage à 2 mois est appliqué sur les points verts, tandis qu’un filtrage à 6 mois est effectué sur la courbe noire. En appliquant la correction de rebond post-glaciaire (-0.3 mm/an), l’élévation du niveau moyen des mers est ainsi estimée par la pente de la courbe. L’analyse de l’incertitude de chaque correction altimétrique pour le calcul du niveau moyen ainsi que la comparaison aux marégraphes permet d’estimer l’erreur sur la pente du niveau moyen global, proche de 0,6 mm/an dans un intervalle de confiance de 90 %.

Les jeux de données sont accessibles en ligne depuis le site www.aviso.altimetry.fr. Un formulaire est à remplir pour demander l’accès (gratuit) :
http://www.aviso.altimetry.fr/fr/donnees/produits/produits-indicateurs-oceaniques/niveau-moyen-des-mers/calcul-corrections.html

Fiabilité de l'indicateur niveau moyen des océans

L’élévation du niveau moyen global des océans est une des conséquences attendues du réchauffement climatique. Le calcul du niveau moyen effectué ici à partir des mesures des satellites Topex/Poseidon, Jason-1 et Jason-2 bénéficie de 20 ans d’expertise de CLS, au service du CNES, dans la validation des données altimétriques, l’estimation de leurs erreurs et l’amélioration des traitements réalisés. Elle bénéficie aussi de l’expertise scientifique du Legos sur les variations du niveau moyen et leurs causes.

Justification de l'indicateur niveau moyen des océans

L’altimétrie par satellite permet une couverture pratiquement globale des océans, avec une répartition géographique homogène, et une répétitivité qui permet le suivi au long cours. Le niveau moyen des mers peut ainsi être mesuré depuis octobre 1992 (satellite Topex/Poséidon), et poursuivi depuis grâce aux recouvrements entre les satellites successifs. La mesure du niveau moyen des océans par altimétrie intègre les deux facteurs principaux de variation du niveau, l’effet stérique (effet de la température et de la salinité sur le niveau) et les variations de masses (apport d’eau douce, dont la fonte des glaciers, notamment). Des comparaisons avec des données indépendantes (données gravimétriques GRACE, et données stériques issues du réseau Argo) sont effectuées et présentées sur le site web.

L’altimétrie par satellite, grâce à une couverture globale des océans, avec une répartition géographique homogène et une répétitivité élevée, permet un suivi sur le long terme.
Le niveau moyen des mers est ainsi mesuré depuis 1992 (satellite Topex/Poséidon) grâce aux recouvrements entre les satellites successifs.

La mesure du niveau moyen des océans par altimétrie intègre les deux facteurs principaux de variation du niveau, l’effet stérique (effet de la température et de la salinité sur le niveau) et les variations de masses (apports d’eau douce, dont la fonte des glaciers).

En France, les infrastructures seraient submergées une ou plusieurs fois par siècle dans l’hypothèse d’une élévation de 1 mètre du niveau de la mer.

 

Evolution du niveau moyen des océans par altimétrie

Evolution du niveau moyen des océans sur la période septembre 1993 à mai 2019
Crédits : CNES/LEGOS/CLS

Le niveau moyen de référence (ci-dessus) est calculé depuis Janvier 1993 après avoir retiré les signaux annuel et semi-annuel. En appliquant les corrections nécessaires, l’élévation du niveau moyen des mers est ainsi estimée à 3,37 mm/an (pente de la courbe).

Les jeux de données sont accessibles gratuitement en ligne sur inscription depuis le site www.aviso.altimetry.fr.

 

Carte de l'évolution du niveau moyen des océans par altimétrie

Evolution du niveau moyen des océans sur la période septembre 1993 à mai 2019
Crédits : CNES/LEGOS/CLS

Si la tendance globale est à l’élévation du niveau moyen des océans, il existe des différences régionales marquées variant entre -10 et 10 mm/an. Une carte de ces tendances régionales est obtenue en utilisant depuis 1993 les données grillées multi-missions Ssalto/Duacs, permettant une bonne résolution de l’estimation des pentes locales (1/3 de degré sur une grille Mercator). Des variations ponctuelles du niveau moyen sont ainsi mises en évidence, principalement dans les grands courants océaniques.


Crédits : Meem/Dicom

Température de la surface de la mer pour les outre-mer

Température de la surface de la mer pour les outre-mer

Cet indicateur présente l’évolution de la température de surface de la mer dans des zones géographiques de 2° de latitude par 2° de longitude situées au voisinage de la métropole et des Départements et Territoires français d’outre mer. Les unités sont en degrés Celsius (°C). L’indicateur permet également le calcul de la tendance linéaire sur les années 1950-2018. Les unités de la tendance sont en degrés Celsius par 50 ans (°C / 50 ans).

Contact et origine des données de l'indicateur des températures de la surface de la mer pour les outre-mer

Responsables de l’indicateur : Gaël Alory et Philippe Téchiné, LEGOS / OMP

Organisme propriétaire des données : LEGOS / OMP (CNRS/CNES/IRD/UPS)

Origine des données traitées :

- Hadley Center Sea Ice, SST data (http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/)
- Extended Reconstructed SST data (https://www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/extended-reconstructed-sea-surface-temperature-ersst)

Date de dernière actualisation de l’analyse technique et des données : 19 novembre 2019

Méthode de calcul de l'indicateur des températures de la surface de la mer pour les outre-mer

Les données d'origine du produit HadISST sont obtenues sur des points de grille 1° de latitude par 1° de longitude alors que les données d'origine du produit ERSST sont calculées sur des zones géographiques de 2° de latitude par 2° de longitude. Afin de rendre les 2 jeux de données comparables, les valeurs mensuelles du produit HadISST ont été moyennées sur des carrés de 2° de latitude par 2° de longitude. Les variations mensuelles de température de surface issues des produits HadISST et ERSST sont filtrées par un filtre de Hanning sur 25 mois afin de retirer le cycle saisonnier. Les tendances linéaires sont calculées à partir des valeurs mensuelles filtrées, sur les années 1950 à 2018, par ajustement d'une droite au sens des moindres carrés pour 28 sites ou territoires français situés dans l'océan global.

Origine des données traitées :

- Hadley Center Sea Ice, SST data (http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/)
- Extended Reconstructed SST data (https://www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/extended-reconstructed-sea-surface-temperature-ersst)

Fiabilité de l'indicateur des températures de la surface de la mer pour les outre-mer

L'indicateur repose avant tout sur la quantité et la qualité des données originales, ainsi que sur les méthodes statistiques de traitement qui permettent de les interpoler sur des pas de temps et d'espace répartis de manière régulière. La quantité de données originales est très faible avant 1950 et augmente progressivement par la suite, en particulier à partir de 1982 avec l'avènement de mesures par satellite. Les valeurs avant 1950 sont donc à prendre avec beaucoup de précaution, les valeurs après 1982 peuvent être considérées comme les plus fiables. Les données d'origine de température de surface de la mer proviennent de 2 produits : HadISST (Met. Office Hadley Centre's sea ice and sea surface temperautre dataset; Rayner et al., 2003) et ERSST (Extended Reconstructed Sea Surface Temperature ; Smith et Reynolds, 2003). Ces deux produits (HadISST et ERSST) à partir desquels l'indicateur est calculé n'incluent pas nécessairement le même nombre de données originales et sont basés sur des méthodes statistiques d'interpolation sur des pas de temps et d'espace réguliers qui diffèrent. Le calcul de l'indicateur à partir de ces deux produits permet d'estimer la cohérence des résultats et l'ordre de grandeur de l'incertitude sur ces résultats.

Justification de l'indicateur des températures de la surface de la mer pour les outre-mer

Les variations de la température de surface de la mer permettent de quantifier la variabilité du climat liée en partie au changement global. Il importe d’examiner en particulier l’évolution de la température de surface dans les régions tropicales qui sont les plus vulnérables et incluent nombre de Départements et Territoires français d’outre mer.
La quantification de la tendance linéaire des variations de température de surface sur une période suffisamment longue (> 50 ans) permet de filtrer les variations naturelles qui apparaissent aux échelles décennales (type Pacific Decadal Oscillation, North Atlantic Oscillation) et/ou interannuelles (type El Niño Oscillation Australe) et seraient à même de biaiser l’interprétation d’une tendance sur une période de temps réduite.

Perspectives pour l'indicateur des températures de la surface de la mer pour les outre-mer

Les tendances linéaires seront mises à jour tous les 3 à 5 ans, en fonction de l'amplitude des changements estimés par les auteurs.

Variations de la température de surface en moyenne mensuelle filtrée par un filtre de Hanning sur 25 mois sur un carré de 2° de longitude par 2° de latitude centré sur la Nouvelle Calédonie


Crédits : Hadley Center Sea Ice, SST data and Extended Reconstructed SST

L’évolution de la température de surface en Nouvelle Calédonie est relativement représentative de l’évolution régionale dans le Pacifique Tropical Sud Ouest. Le réchauffement des températures est très net avec une augmentation prononcée aux cours des dernières décennies. Les années les plus chaudes depuis 1970 correspondent aux événements La Niňa de 1974-75, 1985, 1988, 1996, 1998 et 2010.

 

Variations de la température de surface en moyenne mensuelle filtrée par un filtre de Hanning sur 25 mois sur un carré de 2° de longitude par 2° de latitude centré sur Saint Barthélemy entre 1870 et 2018


Crédits : Hadley Center Sea Ice, SST data and Extended Reconstructed SST

L’évolution de la température de surface à Saint Barthélemy est relativement représentative de l’évolution régionale dans la mer des Antilles. Le réchauffement des températures est très net. La plus haute température a été enregistrée en 2010.

 

Variations de la température de surface en moyenne mensuelle filtrée par un filtre de Hanning sur 25 mois sur un carré de 2° de longitude par 2° de latitude centré sur La Réunion


Crédits : Hadley Center Sea Ice, SST data and Extended Reconstructed SST

L'évolution de la température de surface à la Réunion est représentative de l'évolution de l'Océan Indien Tropical. Les températures sont nettement en hausse. La tendance a fortement augmentée à partir de 1950.

 

Variation de la tendance linéaire en température de surface sur la période 1950-2018 sur les 28 sites indiqués. Les sites ont été regroupés par zone géographique.


Crédits : IRD/LEGOS

L’évolution de la température de surface montre un réchauffement très net sur 26 des 28 sites sélectionnés. Le réchauffement des températures est généralement plus important autour de la métropole et dans les sites de l’Océan Indien (sauf Kerguelen) que dans le Pacifique Tropical Sud Ouest et en mer des Antilles.

Répartition géographique des sites référencés. La palette de couleur représente la tendance linéaire en température de surface sur la période 1950-2018, en °C par 50 ans.


Crédits : IRD/LEGOS

(Mayotte, Iles Glorieuses, Tromelin, Juan de Nova, Ile de la Réunion, Europa, Bassas da India, New Amsterdam, St Paul, Crozet, Kergelen, Terre Adélie, Iles Marquises, Wallis & Futuna, Tahiti, Nouvelle Calédonie, St Pierre & Miquelon, Corse, St Martin, St Barthélemy, Guadeloupe, Martinique, Clipperton, Guyanne, Perpignan, Brest, Bayonne, Lille)

Salinité de la surface de la mer

Définition de l'indicateur

Cet indicateur présente l'évolution de la salinité de surface de la mer dans des zones géographiques de 1° de latitude par 1° de longitude situées au voisinage de la métropole et de territoires français d'outre mer (Pacifique et Atlantique). L'indicateur permet également le calcul de la tendance linéaire en salinité de surface sur les années 1950-2014 pour les sites du Pacifique et 1970-2016 pour les sites de l'Atlantique. La longueur des séries temporelles disponibles de l'Océan Indien a été jugé insuffisante pour définir un indicateur.

A noter que la salinité représente un rapport de conductivité, elle n'a donc pas d'unité, elle se réfère à la norme dite PSS-78 (Practical Salinity Scale) décrite dans la référence UNESCO (1985). [UNESCO, 1985. The international system of unit (SI) in oceanography, UNESCO Technical papers N°45, IAPSO Pub Sci. n°32, Paris, France].

Contact et origine des données de l'indicateur de salinité

Responsables de l’indicateur : Gaël Alory et Philippe Téchiné, LEGOS / OMP

Organisme propriétaire des données : LEGOS / OMP (CNRS/CNES/IRD/UPS)

Date de dernière actualisation de l’analyse technique et des données : 15 novembre 2019

Méthode de calcul de l'indicateur de salinité

Les mesures de salinité de surface sont interpolées par analyse objective sur des points de grille réguliers distants de 1 mois, 1° de latitude et 1° de longitude. Les tendances linéaires sont calculées à partir des valeurs mensuelles sur les années 1950 à 2014 dans le Pacifique et 1970 à 2016 dans l'Atlantique, par ajustement d'une droite au sens des moindres carrés.

Fiabilité de l'indicateur de salinité

La fiabilité de l'indicateur repose avant tout sur la quantité et la qualité des données originales, sur les méthodes de validation utilisées, ainsi que sur les méthodes statistiques qui permettent d'interpoler les valeurs sur des pas de temps et d'espace répartis de manière régulière. Les données originales sont essentiellement situées le long de lignes de bateaux marchands gérés par le Service National d'Observation dédié à la salinité de surface (SNO-SSS ; http://www.legos.obs-mip.fr/observations/sss/). Des données issues de campagnes océanographiques ont également été considérées. La quantité de données originales est très faible avant 1950 et augmente progressivement avec le temps. Seules les périodes 1950-2014 sont ici analysées pour le Pacifique et 1970-2016 pour l'Atlantique. L'interpolation des mesures sur des points de grille espacés de manière régulière (1 mois x 1° latitude x 1° longitude) a été effectuée par analyse objective. L'analyse objective présente l'avantage de fournir un champ d'erreurs. Seules les valeurs sur les points de grille dont l'erreur est inférieure à 75% de l'écart type sont utilisées pour le calcul des tendances.

Justification de l'indicateur de salinité

Les variations de la salinité de surface de la mer permettent de quantifier la variabilité du climat et, en particulier, du cycle de l’eau liée aux variations naturelles et au changement global. Il importe d’examiner en particulier l’évolution de la salinité de surface dans les régions tropicales qui sont les plus vulnérables et incluent nombre de territoires français d’outre mer.
La quantification de la tendance linéaire des variations de salinité de surface sur une période suffisamment longue (> 30-50 ans) permet de filtrer les variations naturelles qui apparaissent aux échelles décennales (type Pacific Decadal Oscillation, North Atlantic Oscillation) et/ou interannuelles (type El Niño Southern Oscillation) et seraient à même de biaiser l’interprétation d’une tendance sur une période de temps réduite.

Perspective pour l'indicateur de salinité

Les tendances linéaires seront re-calculées tous les 3 à 5 ans, en fonction de l'amplitude des changements estimés par les auteurs et de la disponibilité des données.

Variations de la salinité de surface en moyenne mensuelle sur un carré de 1° de longitude par 1° de latitude centré sur la Nouvelle Calédonie entre 1950 et 2014

Variations de la salinité de surface en moyenne mensuelle sur un carré de 1° de longitude par 1° de latitude centré sur la Nouvelle Calédonie entre 1950 et 2014
Crédits : Service National d'Observation de la salinité de surface (SNO-SSS)

L'évolution de la salinité de surface en Nouvelle Calédonie est relativement représentative de l'évolution régionale dans le Pacifique tropical Sud-Ouest. La tendance à la baisse de salinité est très nette (-0,16 pss en 50 ans), en dépit de la salinisation relative qui apparaît aux cours des années El Nino (ex : 1972-73, 1982-83, 1987-88, 1992-94, 1997-98, 2004-05, 2009-10).

Variations de la salinité de surface en moyenne mensuelle sur un carré de 1° de longitude par 1° de latitude centré sur Wallis et Futuna entre 1950 et 2014

Evolution de la salinité à Wallis et Futuna sur la période 1970-2014
Crédits : Service National d'Observation de la salinité de surface (SNO-SSS)

L’évolution de la salinité de surface à Wallis et Futuna est étroitement liée aux variations de précipitations associées aux déplacements de la zone de convergence du Pacifique Sud (SPCZ), eux-mêmes liés au phénomène El Niño. Par ce mécanisme, des anomalies positives de salinité sont associées aux années El Niño (ex : 1972-73, 1982-83, 1987-88, 1992-94, 1997-98). La tendance à la hausse de la salinité (0,07 pss en 50 ans) est fortement influencée par l'épisode El Niño de 2009-10 apparaissant à la fin de la série.

Variations de la salinité de surface en moyenne mensuelle sur un carré de 1° de longitude par 1° de latitude centré sur La Guadeloupe entre 1970 et 2016

L’évolution de la salinité de surface à la Guadeloupe est représentative de l’évolution dans l'Atlantique Subtropical Nord. La salinisation est de l’ordre de +0.08 pss par 50 ans.
Crédits : Observatoire de Recherche en Environnement dédié à la salinité de surface (ORE-SSS)

L’évolution de la salinité de surface à la Guadeloupe est représentative de l’évolution dans l'Atlantique Subtropical Nord. La salinisation est de l’ordre de +0,08 pss par 50 ans.

Variation de la tendance linéaire en salinité de surface (pss / 50 ans) sur la période 1950-2014 pour les sites Pacifique et 1970-2016 pour les sites Atlantique. Les sites ont été regroupés par zone géographique.

évolution de la salinité de surface de la mer au voisinage de la métropole et de territoires français d’outre mer (Pacifique et Atlantique)
Crédits : Service National d'Observation de la salinité de surface (SNO-SSS)

L’évolution de la salinité de surface montre une salinisation très nette sur les sites Atlantique (hors Guyane) et, au contraire, une tendance à la baisse de la salinité de surface sur la plupart des sites Pacifique, en accord avec l'évolution des précipitations prévue dans les modèles climatiques en réponse au changement global.

 

Répartition géographique des sites référencés. La palette de couleur représente la tendance linéaire en salinité en pss / 50 ans.

Répartition géographique des sites référencés. La palette de couleur représente la tendance linéaire en salinité en pss / 50 ans.
Crédits : Service National d'Observation de la salinité de surface (SNO-SSS)

Les tendances en salinité de surface reflètent principalement une intensification du cycle de l'eau attendue avec le changement global : Augmentation de la salinité dans les zones de salinité moyenne supérieure à 35 pss où l'évaporation domine, diminution de la salinité dans les zones de salinité moyenne inférieure à 35 pss où les précipitations dominent.

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