Planète

Les variations du contenu thermique des océans

Dossier - Mesure des variations du niveau des océans
DossierClassé sous :océanographie , océan , mer

-

La mesure du niveau de la mer et de ses variations permet de déterminer le niveau moyen de la mer qui est sans doute le meilleur indice que l’on puisse avoir du changement climatique.

  
DossiersMesure des variations du niveau des océans
 

On ne peut évaluer l'élévation du niveau de la mer sans considérer la température des océans, une donnée essentielle.

C'est via l'atmosphère dans lequel il vit que l'Homme ressent toute la saveur des variations climatiques (température, précipitations). Depuis le début du XXe siècle la température moyenne de l'air à la surface de la Terre a augmenté de 0,8° C : c'est l'effet le plus visible du changement climatique et le plus sensible pour l'Humanité.

Évolution de la température de puis 1880. © (Nasa/Giss)

Comparativement l'élévation de 0,04° C des couches superficielles de l'océan (moyenne sur 700 mètres) peut à première vue sembler dérisoire mais compte tenu des différences de chaleur spécifique entre l'atmosphère et l'océan c'est pourtant ce dernier qui se taille la part du lion. L'océan a absorbé près de 85 % du réchauffement induit par le forçage radiatif dû aux gaz à effet de serre anthropiques soit vingt fois plus que l'atmosphère. Il y correspond nécessairement une augmentation du niveau de la mer.

Les données in situ disponibles de profil de température en fonction de la profondeur depuis les années 1950 sont assez disparates ; elles ont été obtenues avec des bathythermographes mécaniques et « expandables » le long des routes des navires et avec des sondes CTD (Conductivity Temperature Depth) lors des campagnes océanographiques. Cette hétérogénéité et les incertitudes sur les calibrations rendent difficile le traitement de ces données. Récemment une réévaluation complète en a été faite qui permet d'accorder du crédit aux évaluations faites des variations du contenu thermique des couches superficielles (700 mètres) de l'océan.

Le programme Argo pour l'étude de la température des océans

Le programme Argo lancé en 2000 qui s'est donné pour objectif le déploiement de 3.000 flotteurs-profileurs dans l'ensemble de l'océan permet de combler une lacune des mesures traditionnelles : un sous-échantillonnage de grandes parties de l'océan du fait de la distribution géographique très parcellaire des mesures.

Chaque flotteur dérive en profondeur et remonte en surface tous les dix jours en mesurant la température et la salinité le long de la colonne d'eau sur 2.000 mètres. En surface il transmet par satellite sa position et les données recueillies puis replonge pour une nouvelle étape de dix jours. L'objectif de 3.000 flotteurs du programme a été atteint en octobre 2007. Chaque année environ 100.000 sondages sont effectués dans tout l'océan. On dispose ainsi d'un système d'observation de l'océan rendu possible par les moyens spatiaux de localisation et de transmission de données comme Argo. En février 2011, 3.214 flotteurs fournis par environ 25 pays étaient en service.

La répartition des flotteurs Argo dans l’océan mondial en février 2011. © Argo Project

Les résultats des données

La courbe d'évolution du contenu thermique des 700 premiers mètres de l'océan de 1955 à 2009 et l'expansion thermique correspondante est donnée ci-dessous.

Évolution du contenu thermique des 700 premiers mètres de l’océan et « expansion » correspondante. © Levitus et al. 2009 GRL (Geophysical Research Letter)

La croissance n'est pas régulière et la température de l'air comme le contenu thermique de l'océan présentent un minimum marqué dans les années 1960-1970. C'est l'indication qu'il y a une variabilité climatique pluriannuelle couplant l'atmosphère et l'océan (cf. la page sur les variations du niveau de la mer selon les régions) et l'atmosphère. À partir de 1969, à quelques variations interannuelles près, l'augmentation du contenu thermique est continue. Elle va s'accélérant nettement de 1993 à 2003 (1.6mm/an) et faiblit beaucoup ensuite (comme le niveau de la mer lui-même) ensuite de 2003 à 2008 avec 0,6 mm/an.

Cet affaiblissement récent de la pente de la courbe de l'expansion thermique est probablement le reflet d'une variabilité naturelle à court terme dont le premier graphique présenté montre qu'il y eut de nombreux exemples dans le passé. On ne peut encore dire si la reprise de l'élévation du niveau de la mer au rythme proche de 3 mm/an (2008-2010) s'accompagne aussi d'une nouvelle augmentation du contenu thermique des couches superficielles de l'océan.