Contribution des vagues à la hausse du niveau de la mer

Publié par Adrien le 09/03/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSU
Les variations du niveau de la mer total à la côte résultent de variations à grande échelle dues aux pertes de masse des glaciers et calottes polaires et à l'expansion thermique des océans, auxquelles se superposent des variations à l'échelle côtière dues aux marées, aux surcotes atmosphériques et aux vagues. Des chercheurs de Mercator Ocean, du Laboratoire d'études en géophysique et océanographie (L’océanographie (de « océan » et du grec γρ?φειν / gráphein, écrire) est l'étude des océans et des...) spatiales (LEGOS/OMP, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) Paul Sabatier / CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / CNES / IRD) et du BRGM (Le BRGM, anciennement Bureau de recherches géologiques et minières avant 2004, dont le slogan est brgm Geoscience for a sustainable Earth, est une agence publique française de recherche et d'expertise pour les...) d'Orléans viennent de montrer que les contributions des vagues aux variations interannuelles à multi-décennales du niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de référence adéquat.) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme....) à la côte entre 1993 et 2015 peuvent être du même ordre de grandeur que celles liées à l'expansion thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et...) et aux pertes de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du...) des glaciers et calottes polaires. Ces contributions des vagues vont donc devoir être prises en compte pour les études des variations passées et les projections du niveau de la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) à la côte, en particulier pour estimer les inondations côtières.

Les variations du niveau de la mer représentent un risque majeur (Le risque majeur est un danger qu'en France on qualifie de risque: Europa major hazard agreement = accord Europa risques majeurs , d'où l'absence de traduction à cette page. Il ne faut pas le confondre...) pour les régions côtières et leurs populations. A la côte, les variations du niveau de la mer résultent de la superposition (En mécanique quantique, le principe de superposition stipule qu'un même état quantique peut possèder plusieurs valeurs pour une certaine quantité observable (spin,...) de variations opérant à différentes échelles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) et d'espace. Aux échelles globale à régionales, le niveau de la mer varie en réponse aux transferts d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) depuis les terres émergées vers les océans (pertes de masse des glaciers et calottes polaires, variations des stocks d'eaux continentales), à l'expansion thermique des océans, et aux redistributions de masse, sel et chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) opérées par les circulations océaniques. A l'échelle côtière, les marées, surcotes atmosphériques et vagues contribuent également aux variations du niveau de la mer.


Contributions relatives des vagues (en vert, somme des contributions de la surcote et du jet de rive dus à la houle (La houle est un mouvement ondulatoire de la surface de la mer. C'est une oscillation sinusoïdale régulière qui est légèrement différente des vagues car la houle se déplace sur de grandes ditances...) et à la mer de vent), du niveau altimétrique de la mer (en violet) et des surcotes atmosphériques (en jaune) aux variations interannuelles à multi-décennales (1993-2015) du niveau total de la mer à la côte. La taille des diagrammes indique la déviation standard des variations interannuelles à multi-décennales du niveau de la mer. Les échelles sont données en bas à gauche.

Jusqu'à présent, les études à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle...) portant sur les impacts du niveau de la mer se sont principalement intéressées aux évènements extrêmes et ont mis en avant la contribution dominante des processus côtiers, en particulier liés aux vagues, à ces extrêmes. Les processus côtiers ne sont par contre pas pris en compte dans les études globales des variations du niveau de la mer aux plus longues échelles de temps et de leurs impacts (y compris pour les projections de la hausse du niveau de la mer en réponse au changement climatique, telle que délivrées par le GIEC à l'échelle globale).

Dans cette étude, nous estimons pour la première fois à l'échelle globale et sur la période 1993-2015 la contribution relative des vagues, de la marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux des mers et des océans causé par l'effet conjugué des forces de...), des surcotes atmosphériques, et des variations globale à régionales observées par altimétrie aux tendances et variations interannuelles à multidécennales du niveau de la mer à la côte. Les contributions des vagues ont été estimées au premier ordre par des formulations empiriques et la réanalyse ERA-interim. La marée est fournie par le modèle FES2014, la surcote atmosphérique par le modèle océanique barotrope MOG2D-G et les données altimétriques par le Copernicus marine environment service (CMEMS).


Contributions aux tendances du niveau de la mer total à la côte dues aux vagues, au niveau altimétrique de la mer et aux surcotes atmosphériques sur la période 1993-2015. La tendance totale pour chaque site (somme de toutes les contributions) est indiquée par une flèche noire. L'échelle est donnée en bas à gauche.

Nous montrons que les vagues contribuent considérablement aux variations du niveau de la mer à la côte à ces échelles de temps. En effet, les modifications interannuelles à multi-décennales des vents de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) modulent les caractéristiques des vagues dans l'océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en 2004...) du large (à la fois localement via la mer de vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu...) et à distance via la propagation de la houle) ce qui se traduit à la côte par une modulation basse-fréquence des contributions de la surcote des vagues et du jet de rive aux variations du niveau de la mer. Dans certaines régions, les contributions des vagues peuvent ainsi masquer (ou amplifier) les variations du niveau de la mer dues à l'expansion thermique de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des...) et aux pertes de masse des glaces continentales sur des périodes de temps inattendues, pouvant couvrir plusieurs décennies.

Les vagues devraient substantiellement contribuer aux variations futures (à l'horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie, littérature,...) de 2030, 2050) du niveau de la mer à la côte en réponse aux changements des vents de surface dus à la variabilité interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à...) et au changement climatique. Nos résultats prônent donc l'inclusion de la contribution interannuelle à multi-décennales des vagues aux variations passées, contemporaines et futures du niveau de la mer à la côte.
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