« Niveau de la mer » : différence entre les versions

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[[File:Norderney, Weststrand -- 2016 -- 5160.jpg|vignette|Illustration de la variabilité et de la difficulté d'établir le niveau de la mer.]]
[[File:Israel Sea Level BW 1.JPG|thumb|upright=1.35| Indication du niveau de la mer, entre [[Jerusalem]] et la [[Mer morte]].]]
[[File:Israel Sea Level BW 1.JPG|vignette|Indication du niveau de la mer, entre [[Jérusalem]] et la [[mer Morte]].]]
Le '''niveau de la mer''' (parfois nommé par son acronyme anglais MSL, Mean Sea Level) est la position [[moyenne]] de la surface de la [[mer]], constituant un niveau de référence considéré comme stable. D'une façon très simplifiée, c'est la ligne [[Médiane (statistiques)|médiane]] entre une [[marée]] basse moyenne et une marée haute moyenne à un endroit [[Côte (géographie)|côtier]] particulier, hors influence des [[vague]]s. La moyenne s'établit sur une échelle de temps au moins annuelle.


Le niveau moyen de la mer est une référence [[Horizontal et vertical|verticale]] [[Géodésie|géodésique]] et [[Référent altimétrique|altimétrique]] [[Norme et standard techniques|normalisée]] qui permet notamment de définir une [[altitude]] [[Topographie|topographique]], positive au-dessus ([[hypsométrie]]), négative en dessous ([[bathymétrie]]). Cette référence est utilisée notamment en [[cartographie]], en [[navigation maritime]], dans l'[[aviation]] et en [[météorologie]].
Le '''niveau de la mer''' est la hauteur moyenne de la surface de la [[mer]], par rapport à un niveau de référence suffisamment stable.

Le niveau moyen de la mer est affecté par de nombreux processus et a varié au cours des [[échelle des temps géologiques|temps géologiques]]. Il a augmenté rapidement depuis le dernier maximum glaciaire, puis cette augmentation s'est fortement ralentie depuis 7000 ans environ. Les marégraphes et plus récemment les satellites observent une nouvelle accélération de l'élévation du niveau marin depuis la fin du {{s-|XIX}}. L'[[élévation du niveau de la mer]] en cours depuis le {{s|XX}} est causée par le [[changement climatique]].

Le [[rayon de la Terre]] au niveau de la mer varie de plus de {{unité|21 km}} entre celui de l'[[Équateur terrestre|équateur]] et celui du [[pôle Nord]].

Depuis 1985, il existe un système mondial d'observation du niveau de la mer ({{lien|langue=en|Global Sea Level Observing System}} : GLOSS)<ref>{{Lien web |langue=en |titre=The Global Sea Level Observing System (GLOSS) |url=https://gloss-sealevel.org/ |date= |site=gloss-sealevel.org |consulté le=23 avril 2022}}</ref>.


== Mesures ==
== Mesures ==
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Afin d'obtenir une estimation de la variation du niveau moyen dans le temps, il est nécessaire de soustraire ces perturbations. Les variations du niveau moyen sont très lentes, donc basse fréquence. Ainsi, il suffit d'appliquer sur les séries temporelles de mesures (enregistrées avec un [[marégraphe]]) une fonction mathématique dite [[filtre passe-bas]]. Cette fonction a pour caractéristique de ne conserver que les basses fréquences d'un signal. Ainsi, les perturbations sont éliminées du signal. Il est nécessaire toutefois pour appliquer ce filtre de posséder un enregistrement de grande qualité et de longue durée (1 an minimum)<ref>[http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/biblio/pigb14/00_grandes/01_01_variations.htm Variations régionales des dérives du niveau de la mer mesurées par Topex-Poseidon], sur le site cnrs.fr</ref>.
Afin d'obtenir une estimation de la variation du niveau moyen dans le temps, il est nécessaire de soustraire ces perturbations. Les variations du niveau moyen sont très lentes, donc basse fréquence. Ainsi, il suffit d'appliquer sur les séries temporelles de mesures (enregistrées avec un [[marégraphe]]) une fonction mathématique dite [[filtre passe-bas]]. Cette fonction a pour caractéristique de ne conserver que les basses fréquences d'un signal. Ainsi, les perturbations sont éliminées du signal. Il est nécessaire toutefois pour appliquer ce filtre de posséder un enregistrement de grande qualité et de longue durée (1 an minimum)<ref>[http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/biblio/pigb14/00_grandes/01_01_variations.htm Variations régionales des dérives du niveau de la mer mesurées par Topex-Poseidon], sur le site cnrs.fr</ref>.


Il est également nécessaire de comparer et intégrer les mesures faites localement dans un système de référence mondial commun <ref>Merrifield, M., T. Aarup, A. Aman, P. Caldwell, R.M.S. Fernandes, H. Hayashibara, B. Kilonsky, B. Martin Miguez, G. Mitchum, B. Perez Gomez, L. Rickards, D. Rosen, T. Schöne, L. Testut, P.L. Woodworth et G.Wöppelmann (2009) ''The Global Sea Level Observing System (GLOSS)''. In OceanObs’09, Ocean Information for society: sustaining the benefits, organizing the potential, Community White Papers, 21-25 Sept. 2009, Venice, Italy. {{DOI| 10.5270/OceanObs09.cwp.63}}</ref>.
Il est également nécessaire de comparer et intégrer les mesures faites localement dans un système de référence mondial commun<ref>Merrifield, M., T. Aarup, A. Aman, P. Caldwell, R.M.S. Fernandes, H. Hayashibara, B. Kilonsky, B. Martin Miguez, G. Mitchum, B. Perez Gomez, L. Rickards, D. Rosen, T. Schöne, L. Testut, P.L. Woodworth et G.Wöppelmann (2009) ''The Global Sea Level Observing System (GLOSS)''. In OceanObs’09, Ocean Information for society: sustaining the benefits, organizing the potential, Community White Papers, 21-25 Sept. 2009, Venice, Italy. {{DOI| 10.5270/OceanObs09.cwp.63}}</ref>.


La recherche s'intéresse aussi à la mesure ''rétrospective'' des changements passés du niveau marin. Les études se fondent pour cela sur divers indices géologiques et [[paléoenvironnement]]aux (fossiles, dont [[foraminifère]]s<ref>Leorri, E., B.P. Horton et A. Cearreta, (2008) ''Development of a foraminifera-based transfer function in the Basque marshes, N. Spain: implications for sea-level studies in the Bay of Biscay''. [[Marine Geology]], 251, 60-74.</ref>, analyses isotopiques, évaluation des températures et de la salinité en subsurface<ref>Ishii M., M. Kimoto, K. Sakamoto et S.I. Iwasaki, 2006, Steric sea level changes estimated from historical ocean subsurface temperature and salinity analyses. Journal of Oceanography, 62, 155-170.DOI : 10.1007/s10872-006-0041-y</ref>, etc.).
La recherche s'intéresse aussi à la mesure ''rétrospective'' des changements passés du niveau marin. Les études se fondent pour cela sur divers indices géologiques et [[paléoenvironnement]]aux (fossiles, dont [[foraminifère]]s<ref>Leorri, E., B.P. Horton et A. Cearreta, (2008) ''Development of a foraminifera-based transfer function in the Basque marshes, N. Spain: implications for sea-level studies in the Bay of Biscay''. [[Marine Geology]], 251, 60-74.</ref>, analyses isotopiques, évaluation des températures et de la salinité en subsurface<ref>Ishii M., M. Kimoto, K. Sakamoto et S.I. Iwasaki, 2006, Steric sea level changes estimated from historical ocean subsurface temperature and salinity analyses. Journal of Oceanography, 62, 155-170.DOI : 10.1007/s10872-006-0041-y</ref>, etc.).
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== Références ==
== Références ==
[[Fichier:Vertical references in Europe.svg|vignette|Les divers niveaux de référence utilisés en Europe]]
[[Fichier:Vertical references in Europe.svg|vignette|Les divers niveaux de référence utilisés en Europe]]


La localisation précise de ce point est liée à la définition d'un [[Géodésie|référentiel géodésique]], un ensemble de points dont les coordonnées sont connues. Plusieurs systèmes de ce type coexistent ; en [[France]], l'[[Institut national de l'information géographique et forestière]] utilise entre autres un réseau géodésique couvrant le territoire du pays, dont l'origine d'altitude est déterminée par un [[marégraphe]] situé à Marseille : définir le niveau de la mer à un autre endroit, visible depuis la terre ferme, peut ensuite se faire par [[Nivellement (topographie)|nivellement]].
La localisation précise de ce point est liée à la définition d'un [[Géodésie|référentiel géodésique]], un ensemble de points dont les coordonnées sont connues. Plusieurs systèmes de ce type coexistent ; en [[France]], l'[[Institut national de l'information géographique et forestière]] utilise entre autres un réseau géodésique couvrant le territoire du pays, dont l'origine d'altitude est déterminée par un [[marégraphe]] situé à Marseille : définir le niveau de la mer à un autre endroit, visible depuis la terre ferme, peut ensuite se faire par [[Nivellement (topographie)|nivellement]].


=== Géoïde ===
En haute mer, une définition moderne fait appel à un [[géoïde]] de référence, une surface couvrant le globe de telle façon que la [[gravité]] terrestre lui soit toujours [[perpendiculaire]] en tout point. En l'absence de [[forces intérieures et forces extérieures|forces extérieures]], le niveau de la mer coïnciderait avec ce géoïde, puisqu'il s'agirait d'une surface [[équipotentielle]] du champ de gravité terrestre. En réalité, les différences de pression, de température, de salinité et les courants marins font que ce n'est pas le cas, même sur une moyenne à long terme : à l'échelle du globe, le niveau de la mer n'est donc pas constant et les variations atteignent ±2 m par rapport au géoïde de référence. Le niveau de l'[[océan Pacifique]] à un bout du [[canal de Panama]] est par exemple {{unité|20|cm}} plus élevé que celui de l'[[océan Atlantique]] à l'autre bout.
En haute mer, une définition moderne fait appel à un [[géoïde]] de référence, une surface couvrant le globe de telle façon que la [[gravité]] terrestre lui soit toujours [[perpendiculaire]] en tout point. En l'absence de [[forces intérieures et forces extérieures|forces extérieures]], le niveau de la mer coïnciderait avec ce géoïde, puisqu'il s'agirait d'une surface [[équipotentielle]] du champ de gravité terrestre. En réalité, les différences de pression, de température, de salinité et les courants marins font que ce n'est pas le cas, même sur une moyenne à long terme : à l'échelle du globe, le niveau de la mer n'est donc pas constant et les variations atteignent ±2 m par rapport au géoïde de référence. Le niveau de l'[[océan Pacifique]] à un bout du [[canal de Panama]] est par exemple {{unité|20|cm}} plus élevé que celui de l'[[océan Atlantique]] à l'autre bout.


=== Ellipsoïde de référence ===
Le géoïde de référence est une surface complexe. Pour simplifier le problème, on a souvent recours à un [[ellipsoïde]] de référence ([[WGS 84]]), plus facile à modéliser. Le niveau de la mer résultant varie en revanche beaucoup plus, pouvant s'éloigner d'une centaine de mètres par rapport à l'ellipsoïde de référence par le fait d'anomalies gravitationnelles.
Le géoïde de référence est une surface complexe. Pour simplifier le problème, on a souvent recours à un [[ellipsoïde]] de référence ([[WGS 84]]), plus facile à modéliser. Le niveau de la mer résultant varie en revanche beaucoup plus, pouvant s'éloigner d'une centaine de mètres par rapport à l'ellipsoïde de référence par le fait d'anomalies gravitationnelles.

==== Cas de la dépression du géoïde de l'océan Indien ====
{{article détaillé|Dépression du géoïde de l'océan Indien}}
Le point le plus bas du niveau de la mer par rapport à l’ellipsoïde de référence est une dépression circulaire couvrant une superficie d'environ 3 millions de kilomètres carrés, située dans l'océan Indien au sud de la [[Sous-continent indien|péninsule indienne]]. Le niveau du géoïde y est 106 mètres plus bas que le niveau de l'ellipsoïde de référence. Le niveau de la mer, sans prendre en compte les variations dues à la marée et aux courants, y est donc 106 mètres sous celui de l'ellipsoïde de référence.


== Variations ==
== Variations ==
[[Fichier:175 Plogoff.JPG|vignette|200 px|[[Plogoff]] : plage suspendue entre la Pointe de Plogoff et la Pointe du Mouton]]
[[Fichier:175 Plogoff.JPG|vignette|200 px|[[Plogoff]] : plage suspendue entre la pointe de Plogoff et la pointe du Mouton]]
Le niveau de la mer a varié de façon plus ou moins rapide, au cours des âges.
Le niveau de la mer a varié de façon plus ou moins rapide, au cours des âges.


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Ses oscillations sont dues à de multiples facteurs, en particulier les variations absolues du niveau de la mer ([[dilatation thermique]] de l'eau de mer<ref>{{Lien web |langue= fr|auteur= Pierre Thomas|titre= Fonte des glaces, dilatation thermique de l'eau et montée du niveau marin|url= https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/montee-mer.xml|date= 1er mars 2004|site= ENS Planet-Terre|issn= 2552-9250|consulté le=24 février 2021}}</ref>, [[eustatisme]] dû aux [[glaciation]]s et au regain d'activité des [[Dorsale (géologie)|dorsales]]), les variations absolues du niveau des continents ([[isostasie]], [[Subsidence (géologie)|subsidence]]<ref>Par exemple, la fonte d'une calotte glaciaire provoque un phénomène de [[Rebond post-glaciaire|rebond isostatique]] avec relèvement de l'emplacement de l'ancienne calotte, pendant que la périphérie de l'ancienne calotte (telle que la Bretagne) s'enfonce. Cette subsidence péri-paléo-calotte dure pendant {{unité|15000|à=20000|ans}} après la déglaciation et se produit toujours actuellement. {{Cf.}} {{Lien web|url=http://planet-terre.ens-lyon.fr/image-de-la-semaine/Img498-2015-06-01.xml|titre="Diapirs" d'argiles tourbeuses quaternaires, plage de Trez-Rouz, presqu'île de Crozon, Finistère|auteur=Pierre Thomas|date=1 juin 2015|site=[planet-terre.ens-lyon.fr]}}.</ref>, [[tectonique des plaques]], [[rejeu]] de [[faille]]s)<ref>{{Ouvrage|auteur1=Charles Pomerol|auteur2=Yves Lagabrielle|auteur3=Maurice Renard|auteur4=Stéphane Guillot|titre=Éléments de géologie|éditeur=[[Éditions Dunod|Dunod]]|année=2011|passage=192, 297|isbn=}}.</ref>.
Ses oscillations sont dues à de multiples facteurs, en particulier les variations absolues du niveau de la mer ([[dilatation thermique]] de l'eau de mer<ref>{{Lien web |langue= fr|auteur= Pierre Thomas|titre= Fonte des glaces, dilatation thermique de l'eau et montée du niveau marin|url= https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/montee-mer.xml|date= 1er mars 2004|site= ENS Planet-Terre|issn= 2552-9250|consulté le=24 février 2021}}</ref>, [[eustatisme]] dû aux [[glaciation]]s et au regain d'activité des [[Dorsale (géologie)|dorsales]]), les variations absolues du niveau des continents ([[isostasie]], [[Subsidence (géologie)|subsidence]]<ref>Par exemple, la fonte d'une calotte glaciaire provoque un phénomène de [[Rebond post-glaciaire|rebond isostatique]] avec relèvement de l'emplacement de l'ancienne calotte, pendant que la périphérie de l'ancienne calotte (telle que la Bretagne) s'enfonce. Cette subsidence péri-paléo-calotte dure pendant {{unité|15000|à=20000|ans}} après la déglaciation et se produit toujours actuellement. {{Cf.}} {{Lien web|url=http://planet-terre.ens-lyon.fr/image-de-la-semaine/Img498-2015-06-01.xml|titre="Diapirs" d'argiles tourbeuses quaternaires, plage de Trez-Rouz, presqu'île de Crozon, Finistère|auteur=Pierre Thomas|date=1 juin 2015|site=[planet-terre.ens-lyon.fr]}}.</ref>, [[tectonique des plaques]], [[rejeu]] de [[faille]]s)<ref>{{Ouvrage|auteur1=Charles Pomerol|auteur2=Yves Lagabrielle|auteur3=Maurice Renard|auteur4=Stéphane Guillot|titre=Éléments de géologie|éditeur=[[Éditions Dunod|Dunod]]|année=2011|passage=192, 297|isbn=}}.</ref>.


Noter qu'en revanche la glace flottante ([[iceberg]]s, [[banquise]] arctique) n'a pas d'impact sur le niveau de la mer, du fait du [[Poussée d'Archimède#Un glaçon qui fond dans un verre|principe d'Archimède]].
La formation ou la fonte de glace flottante ([[banquise]], [[iceberg]]s) n'a pas d'impact sur le niveau de la mer, du fait du [[Poussée d'Archimède#Un glaçon qui fond dans un verre|principe d'Archimède]].


Le niveau plus élevé de la mer, par exemple lors de la [[transgression flandrienne]], explique la formation des [[plage surélevée#Plages suspendues|plages suspendues]], plages fossiles situées au-dessus du niveau actuel de la mer.
Le niveau plus élevé de la mer, par exemple lors de la [[transgression flandrienne]], explique la formation des [[plage surélevée#Plages suspendues|plages suspendues]], plages fossiles situées au-dessus du niveau actuel de la mer.


=== Sur les 30 derniers millénaires ===
=== Trente derniers millénaires ===
La [[frise chronologique|frise]] suivante résume les variations du niveau de la mer sur les {{unité|30000|dernières}} années et ses implications sur la géographie (principalement européenne). Depuis les {{unité|10000|dernières}} années la montée du niveau de la mer atteint en moyenne {{Unité|65|cm}} par siècle<ref>{{Article|langue=en|auteur=R. C. Anderson|titre=Submarine topography of Maldivian atolls suggests a sea level of 130 metres below present at the last glacial maximum|périodique=Coral Reefs|date=décembre 1998|volume=17|numéro=4|pages=339–341|doi=10.1007/s003380050135}}.</ref>.
Les données s'accordent pour décrire un niveau marin environ {{unité|120 m}} plus bas que l'actuel il y a environ {{nb|24000 ans}}, lors du [[dernier maximum glaciaire]]. Depuis la fin de la [[dernière période glaciaire]] il y a {{nb|18000 ans}} et jusqu'à {{nb|7000 ans}}, le niveau marin augmente rapidement et irrégulièrement, passant de {{unité|-120 à -10 m}} environ, soit {{unité|11 mm/an}} d'élévation. De {{nb|7000 ans}} au {{s-|XX}}, l'élévation du niveau marin est fortement ralentie avec une moyenne de {{unité|1 à 2 mm/an}}. Depuis la fin des années 1990, l'élévation du niveau marin est mesurée à {{unité|3 mm/an}} en moyenne<ref>{{Article|langue=en|auteur=R. C. Anderson|titre=Submarine topography of Maldivian atolls suggests a sea level of 130 metres below present at the last glacial maximum|périodique=Coral Reefs|date=décembre 1998|volume=17|numéro=4|pages=339–341|doi=10.1007/s003380050135}}.</ref>.

{{Niveau de la mer}}


=== Sur les dernières décennies ===
=== Sur les dernières décennies ===
{{article détaillé| Élévation du niveau de la mer}}
{{article détaillé| Élévation du niveau de la mer}}


Selon la [[Sixième_rapport_d'évaluation_du_GIEC|synthèse des connaissances scientifiques publiée en 2021]] par le [[GIEC]], le niveau de la mer a augmenté de {{Unité|0.20|m}} ({{Abréviation|''intervalle de confiance très probable :'' |intervalle de confiance à 90 % : quantiles 5 à 95 % de la distribution des mesures}} {{unité|0.15 à 0.25|m}}) entre 1901 et 2018{{sfn|AR6 WGI SPM|p=6}}, et il augmente de plus en plus rapidement{{sfn|AR6 WGI SPM|p=6}}. Entre 2006 et 2018, le niveau de la mer a augmenté de {{Unité|3.7|mm/an}} ({{Abréviation|''intervalle de confiance très probable :'' |intervalle de confiance à 90 % : quantiles 5 à 95 % de la distribution des mesures}} {{unité|3.2 à 4.2|mm/an}}){{sfn|AR6 WGI SPM|p=6}}.
Selon la [[Sixième rapport d'évaluation du GIEC|synthèse des connaissances scientifiques publiée en 2021]] par le [[GIEC]], le niveau de la mer a augmenté de {{Unité|0.20|m}} ({{Abréviation|''intervalle de confiance très probable :'' |intervalle de confiance à 90 % : quantiles 5 à 95 % de la distribution des mesures}} {{unité|0.15 à 0.25|m}}) entre 1901 et 2018{{sfn|AR6 WGI SPM|p=6}}, et il augmente de plus en plus rapidement{{sfn|AR6 WGI SPM|p=6}}. Entre 2006 et 2018, le niveau de la mer a augmenté de {{Unité|3.7|mm/an}} ({{Abréviation|''intervalle de confiance très probable :'' |intervalle de confiance à 90 % : quantiles 5 à 95 % de la distribution des mesures}} {{unité|3.2 à 4.2|mm/an}}){{sfn|AR6 WGI SPM|p=6}}.


Entre {{Date||janvier|1993}} et {{Date||avril|2012}}, l’élévation du niveau moyen des mers est estimée, après application de la correction de [[rebond post-glaciaire]], à {{Unité|3.11|mm/an}}. Cette mesure, établie par [[Collecte Localisation Satellites|CLS]]/[[CNES]]/[[LEGOS]], est fondée sur les missions des satellites altimétriques [[TOPEX/Poseidon]] et [[Jason (satellite)|Jason]] (1 et 2). Les mesures des missions [[European Remote-Sensing Satellite|ERS]] (1 et 2) et [[ENVISAT]] servent de comparaison pour d’éventuelles corrections<ref>[http://www.aviso.oceanobs.com/fr/actualites/indicateurs-des-oceans/niveau-moyen-des-mers.html Évolution du niveau moyen des mers vu par les altimètres], sur le site aviso.oceanobs.com, consulté le 26 avril 2013.</ref>.
Entre {{Date||janvier|1993}} et {{Date||avril|2012}}, l’élévation du niveau moyen des mers est estimée, après application de la correction de [[rebond post-glaciaire]], à {{Unité|3.11|mm/an}}. Cette mesure, établie par [[Collecte Localisation Satellites|CLS]]/[[CNES]]/[[LEGOS]], est fondée sur les missions des satellites altimétriques [[TOPEX/Poseidon]] et [[Jason (satellite)|Jason]] (1 et 2). Les mesures des missions [[European Remote-Sensing Satellite|ERS]] (1 et 2) et [[ENVISAT]] servent de comparaison pour d’éventuelles corrections<ref>[http://www.aviso.oceanobs.com/fr/actualites/indicateurs-des-oceans/niveau-moyen-des-mers.html Évolution du niveau moyen des mers vu par les altimètres], sur le site aviso.oceanobs.com, consulté le 26 avril 2013.</ref>.


== Prévision ==
== Prévision ==
{{Loupe|Hausse du niveau de la mer}}
{{Article détaillé|Élévation du niveau de la mer}}
D'après la synthèse des connaissances scientifiques réalisée par le [[GIEC]] dans le cadre du [[Rapport spécial du GIEC sur les océans et la cryosphère dans un monde dont le climat change|rapport spécial océans et cryosphère de 2019]], le niveau moyen de la mer augmentera d'ici à 2100 (par rapport à sa moyenne sur la période 1986–2005) d'environ {{unité|0.43|m}} ({{Abréviation|''probablement'' |intervalle de confiance à 66 % : quantiles 17 à 83 %}} entre {{unité|0.29|et=0.59|m}}) dans un scénario de faible émission de gaz à effet de serre ([[RCP2.6]]) et d'environ {{unité|0.84|m}} ({{Abréviation|''probablement'' |intervalle de confiance à 66 % : quantiles 17 à 83 %}} entre {{unité|0.61|et=1.10|m}}) dans un scénario de forte émission de gaz à effet de serre ([[RCP8.5]])<ref name=":4">{{Ouvrage|langue=en|prénom1=Intergovernmental Panel on Climate Change,|nom1=publisher.|titre=Special report on the ocean and cryosphere in a changing climate|éditeur=|année=2019|passage=TS.4.Projections, p 56|isbn=|lire en ligne=https://www.ipcc.ch/srocc/chapter/technical-summary/TS.4|consulté le=2021-02-25|partie=Technical Summary}}</ref>. Ce rapport souligne qu'il existe des incertitudes structurelles quant à la vitesse de fonte de l'[[inlandsis de l'Antarctique]], sa vitesse de fonte pourrait être sous-estimée dans les intervalles de confiance ''probables'', estimés statistiquement, et pourraient conduire à une hausse du niveau des mers de {{unité|2.3|à=5.4|m}} d'ici 2100 pour le scénario [[RCP8.5]]<ref name=":4" />.
D'après la synthèse des connaissances scientifiques réalisée par le [[GIEC]] dans le cadre du [[Rapport spécial du GIEC sur les océans et la cryosphère dans un monde dont le climat change|rapport spécial océans et cryosphère de 2019]], le niveau moyen de la mer augmentera d'ici à 2100 (par rapport à sa moyenne sur la période 1986–2005) d'environ {{unité|0.43|m}} ({{Abréviation|''probablement'' |intervalle de confiance à 66 % : quantiles 17 à 83 %}} entre {{unité|0.29|et=0.59|m}}) dans un scénario de faible émission de gaz à effet de serre ([[RCP2.6]]) et d'environ {{unité|0.84|m}} ({{Abréviation|''probablement'' |intervalle de confiance à 66 % : quantiles 17 à 83 %}} entre {{unité|0.61|et=1.10|m}}) dans un scénario de forte émission de gaz à effet de serre ([[RCP8.5]])<ref name=":4">{{Ouvrage|langue=en|prénom1=Intergovernmental Panel on Climate Change,|nom1=publisher.|titre=Special report on the ocean and cryosphere in a changing climate|éditeur=|année=2019|passage=TS.4.Projections, p 56|isbn=|lire en ligne=https://www.ipcc.ch/srocc/chapter/technical-summary/TS.4|consulté le=2021-02-25|partie=Technical Summary}}</ref>. Ce rapport souligne qu'il existe des incertitudes structurelles quant à la vitesse de fonte de l'[[inlandsis de l'Antarctique]], sa vitesse de fonte pourrait être sous-estimée dans les intervalles de confiance ''probables'', estimés statistiquement, et pourraient conduire (faible confiance) à une hausse du niveau des mers de {{unité|2.3|à=5.4|m}} « à l'échelle de siècles ou de millénaires » pour le scénario [[RCP8.5]]<ref name=":4" />.


A long terme, si toute la glace qui se trouve sur le continent [[Antarctique]] fondait, le niveau de la mer s'élèverait de {{Unité|70|mètres}}. Si la glace du [[Groenland]] fondait, cela ajouterait {{Unité|7|mètres}} supplémentaires<ref>[http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1__Oc_ans_et_climat/-_El_vation_du_niveau_de_la_mer_3hc.html L'augmentation du niveau de la mer], sur le site atmosphere.mpg.de</ref>.
A long terme, si toute la glace qui se trouve sur le continent [[Antarctique]] fondait, le niveau de la mer s'élèverait de {{Unité|70|mètres}}. Si la glace du [[Groenland]] fondait, cela ajouterait {{Unité|7|mètres}} supplémentaires<ref>[http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1__Oc_ans_et_climat/-_El_vation_du_niveau_de_la_mer_3hc.html L'augmentation du niveau de la mer], sur le site atmosphere.mpg.de</ref>.
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* [[Marégraphe]]
* [[Marégraphe]]
* [[Référent altimétrique]]
* [[Référent altimétrique]]
* [[Bathymétrie]]
* [[Eustatisme]]
* [[Eustatisme]]
* [[Zéro hydrographique]]
* [[Niveau normal d'Amsterdam]]
* [[Niveau normal d'Amsterdam]]
* [[Normalnull]]
* [[Normalnull]]
Ligne 76 : Ligne 88 :
* [[Élévation du niveau de la mer]]
* [[Élévation du niveau de la mer]]
* [[Régions du monde situées sous le niveau de la mer]]
* [[Régions du monde situées sous le niveau de la mer]]
* [[Submersion marine]]
}}
}}


=== Liens externes ===
=== Liens externes ===
* {{Lien web |langue= fr |titre= Réseaux de référence des observations marégraphiques |site= refmar.shom.fr |url= http://refmar.shom.fr |consulté le= 04/2021 |brisé le= }}. Donne les hauteurs d'eau côtières françaises, et en quelques points du monde.
* {{Lien web |langue=fr |titre=Réseaux de référence des observations marégraphiques |site=refmar.shom.fr |url=https://refmar.shom.fr |consulté le=04/2024}}. Donne les hauteurs d'eau côtières françaises, et en quelques points du monde.
*{{Lien web |langue= en|titre= Sea Surface Heights (SSH) [fr : hauteurs de surface de la mer] dans l'Open Altimeter Database (OpenADB) [fr : base de données ouverte d'altimétries] | site=openadb.dgfi.tum.de|url= https://openadb.dgfi.tum.de/en/products/sea-surface-heights/|consulté le= 28/09/2021|brisé le=}}. Propose, dans une base de données ouverte (avec demande de crédit aux auteurs et aux institutions), de télécharger l'ensemble des données d'altimétries relevées par les différentes missions des satellites [[TOPEX/Poseidon|TOPEX]], [[Jason (satellite)|Jason-1]], Jason-2, Jason-3, [[European Remote-Sensing Satellite|ERS-1/2]], [[ENVISAT|Envisat]], [[CryoSat|Cryosat-2]], GFO ([[United States Navy|USNavy]]/[[National Oceanic and Atmospheric Administration|NOAA]]), [[SARAL|Saral]], [[Sentinel (satellite)|Sentinel-3]]
*{{Lien web |langue= en|titre= Sea Surface Heights (SSH) [fr : hauteurs de surface de la mer] dans l'Open Altimeter Database (OpenADB) [fr : base de données ouverte d'altimétries] | site=openadb.dgfi.tum.de|url= https://openadb.dgfi.tum.de/en/products/sea-surface-heights/|consulté le= 28/09/2021}}. Propose, dans une base de données ouverte (avec demande de crédit aux auteurs et aux institutions), de télécharger l'ensemble des données d'altimétries relevées par les différentes missions des satellites [[TOPEX/Poseidon|TOPEX]], [[Jason (satellite)|Jason-1]], Jason-2, Jason-3, [[European Remote-Sensing Satellite|ERS-1/2]], [[ENVISAT|Envisat]], [[CryoSat|Cryosat-2]], GFO ([[United States Navy|USNavy]]/[[National Oceanic and Atmospheric Administration|NOAA]]), [[SARAL|Saral]], [[Sentinel (satellite)|Sentinel-3]]
* {{Lien web |langue= fr |titre= Chronologie des variations |site= trans-science.cybernetique.info |url= http://trans-science.cybernetique.info/fr/climat.htm |consulté le= |brisé le= 04/2021
* {{Lien web |langue= fr |titre= Chronologie des variations |site= trans-science.cybernetique.info |url= http://trans-science.cybernetique.info/fr/climat.htm |brisé le= 04/2021
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* {{Lien web |langue= fr |titre= L'augmentation du niveau de la mer |site= atmosphere.mpg.de |url= http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1__Oc_ans_et_climat/-_El_vation_du_niveau_de_la_mer_3hc.html |consulté le= |brisé le= 04/2021
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* {{Lien web |langue= en |titre= Sea level rise - How much and how fast will sea level rise over the coming centuries? Past. |site= |url= http://ice.tsu.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=588&Itemid=138 |brisé le= 04/2021 }} {{Lien web |langue= fr |titre= + Present |site= ice.tsu.ru |url= http://ice.tsu.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=587&Itemid=138 |consulté le= |brisé le= 04/2021
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Dernière version du 11 avril 2024 à 12:29

Illustration de la variabilité et de la difficulté d'établir le niveau de la mer.
Indication du niveau de la mer, entre Jérusalem et la mer Morte.

Le niveau de la mer (parfois nommé par son acronyme anglais MSL, Mean Sea Level) est la position moyenne de la surface de la mer, constituant un niveau de référence considéré comme stable. D'une façon très simplifiée, c'est la ligne médiane entre une marée basse moyenne et une marée haute moyenne à un endroit côtier particulier, hors influence des vagues. La moyenne s'établit sur une échelle de temps au moins annuelle.

Le niveau moyen de la mer est une référence verticale géodésique et altimétrique normalisée qui permet notamment de définir une altitude topographique, positive au-dessus (hypsométrie), négative en dessous (bathymétrie). Cette référence est utilisée notamment en cartographie, en navigation maritime, dans l'aviation et en météorologie.

Le niveau moyen de la mer est affecté par de nombreux processus et a varié au cours des temps géologiques. Il a augmenté rapidement depuis le dernier maximum glaciaire, puis cette augmentation s'est fortement ralentie depuis 7000 ans environ. Les marégraphes et plus récemment les satellites observent une nouvelle accélération de l'élévation du niveau marin depuis la fin du XIXe siècle. L'élévation du niveau de la mer en cours depuis le XXe siècle est causée par le changement climatique.

Le rayon de la Terre au niveau de la mer varie de plus de 21 km entre celui de l'équateur et celui du pôle Nord.

Depuis 1985, il existe un système mondial d'observation du niveau de la mer (Global Sea Level Observing System (en) : GLOSS)[1].

Mesures[modifier | modifier le code]

Il est difficile de réaliser une mesure directe du niveau moyen de la mer. L'altimétrie satellitale permet néanmoins de rapporter l'altitude de la mer à un référentiel terrestre (géoïde ou système géodésique). On peut aussi mesurer la variation du niveau moyen en fonction du temps. Cette variation sert d'indication notamment sur le réchauffement climatique. Toutefois, il n'est pas possible d'effectuer une mesure directe des variations du niveau moyen. En effet, de nombreuses perturbations affectent les mesures avec notamment dans l'ordre d'importance, la marée, les effets de la pression atmosphérique, la houle…

Ces perturbations sont dites hautes fréquences, car leur signature est rapide dans le temps : quelques secondes pour les vagues et quelques heures ou jours pour les marées.

Afin d'obtenir une estimation de la variation du niveau moyen dans le temps, il est nécessaire de soustraire ces perturbations. Les variations du niveau moyen sont très lentes, donc basse fréquence. Ainsi, il suffit d'appliquer sur les séries temporelles de mesures (enregistrées avec un marégraphe) une fonction mathématique dite filtre passe-bas. Cette fonction a pour caractéristique de ne conserver que les basses fréquences d'un signal. Ainsi, les perturbations sont éliminées du signal. Il est nécessaire toutefois pour appliquer ce filtre de posséder un enregistrement de grande qualité et de longue durée (1 an minimum)[2].

Il est également nécessaire de comparer et intégrer les mesures faites localement dans un système de référence mondial commun[3].

La recherche s'intéresse aussi à la mesure rétrospective des changements passés du niveau marin. Les études se fondent pour cela sur divers indices géologiques et paléoenvironnementaux (fossiles, dont foraminifères[4], analyses isotopiques, évaluation des températures et de la salinité en subsurface[5], etc.).

Références[modifier | modifier le code]

Les divers niveaux de référence utilisés en Europe

La localisation précise de ce point est liée à la définition d'un référentiel géodésique, un ensemble de points dont les coordonnées sont connues. Plusieurs systèmes de ce type coexistent ; en France, l'Institut national de l'information géographique et forestière utilise entre autres un réseau géodésique couvrant le territoire du pays, dont l'origine d'altitude est déterminée par un marégraphe situé à Marseille : définir le niveau de la mer à un autre endroit, visible depuis la terre ferme, peut ensuite se faire par nivellement.

Géoïde[modifier | modifier le code]

En haute mer, une définition moderne fait appel à un géoïde de référence, une surface couvrant le globe de telle façon que la gravité terrestre lui soit toujours perpendiculaire en tout point. En l'absence de forces extérieures, le niveau de la mer coïnciderait avec ce géoïde, puisqu'il s'agirait d'une surface équipotentielle du champ de gravité terrestre. En réalité, les différences de pression, de température, de salinité et les courants marins font que ce n'est pas le cas, même sur une moyenne à long terme : à l'échelle du globe, le niveau de la mer n'est donc pas constant et les variations atteignent ±2 m par rapport au géoïde de référence. Le niveau de l'océan Pacifique à un bout du canal de Panama est par exemple 20 cm plus élevé que celui de l'océan Atlantique à l'autre bout.

Ellipsoïde de référence[modifier | modifier le code]

Le géoïde de référence est une surface complexe. Pour simplifier le problème, on a souvent recours à un ellipsoïde de référence (WGS 84), plus facile à modéliser. Le niveau de la mer résultant varie en revanche beaucoup plus, pouvant s'éloigner d'une centaine de mètres par rapport à l'ellipsoïde de référence par le fait d'anomalies gravitationnelles.

Cas de la dépression du géoïde de l'océan Indien[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Dépression du géoïde de l'océan Indien.

Le point le plus bas du niveau de la mer par rapport à l’ellipsoïde de référence est une dépression circulaire couvrant une superficie d'environ 3 millions de kilomètres carrés, située dans l'océan Indien au sud de la péninsule indienne. Le niveau du géoïde y est 106 mètres plus bas que le niveau de l'ellipsoïde de référence. Le niveau de la mer, sans prendre en compte les variations dues à la marée et aux courants, y est donc 106 mètres sous celui de l'ellipsoïde de référence.

Variations[modifier | modifier le code]

Plogoff : plage suspendue entre la pointe de Plogoff et la pointe du Mouton

Le niveau de la mer a varié de façon plus ou moins rapide, au cours des âges.

Le dernier minimum date d'il y a environ 20 000 ans, le niveau de la mer était un peu plus de 100 m plus bas qu'actuellement. Malgré cela, le niveau de la mer semble être de nos jours à l'un des niveaux les plus bas depuis plusieurs centaines de millions d'années.

Ses oscillations sont dues à de multiples facteurs, en particulier les variations absolues du niveau de la mer (dilatation thermique de l'eau de mer[6], eustatisme dû aux glaciations et au regain d'activité des dorsales), les variations absolues du niveau des continents (isostasie, subsidence[7], tectonique des plaques, rejeu de failles)[8].

La formation ou la fonte de glace flottante (banquise, icebergs) n'a pas d'impact sur le niveau de la mer, du fait du principe d'Archimède.

Le niveau plus élevé de la mer, par exemple lors de la transgression flandrienne, explique la formation des plages suspendues, plages fossiles situées au-dessus du niveau actuel de la mer.

Trente derniers millénaires[modifier | modifier le code]

Les données s'accordent pour décrire un niveau marin environ 120 m plus bas que l'actuel il y a environ 24 000 ans, lors du dernier maximum glaciaire. Depuis la fin de la dernière période glaciaire il y a 18 000 ans et jusqu'à 7 000 ans, le niveau marin augmente rapidement et irrégulièrement, passant de −120 à −10 m environ, soit 11 mm/an d'élévation. De 7 000 ans au XXe siècle, l'élévation du niveau marin est fortement ralentie avec une moyenne de 1 à 2 mm/an. Depuis la fin des années 1990, l'élévation du niveau marin est mesurée à 3 mm/an en moyenne[9].

Sur les dernières décennies[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Élévation du niveau de la mer.

Selon la synthèse des connaissances scientifiques publiée en 2021 par le GIEC, le niveau de la mer a augmenté de 0,20 m (intervalle de confiance très probable : 0,15 à 0,25 m) entre 1901 et 2018[10], et il augmente de plus en plus rapidement[10]. Entre 2006 et 2018, le niveau de la mer a augmenté de 3,7 mm/an (intervalle de confiance très probable : 3,2 à 4,2 mm/an)[10].

Entre et , l’élévation du niveau moyen des mers est estimée, après application de la correction de rebond post-glaciaire, à 3,11 mm/an. Cette mesure, établie par CLS/CNES/LEGOS, est fondée sur les missions des satellites altimétriques TOPEX/Poseidon et Jason (1 et 2). Les mesures des missions ERS (1 et 2) et ENVISAT servent de comparaison pour d’éventuelles corrections[11].

Prévision[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Élévation du niveau de la mer.

D'après la synthèse des connaissances scientifiques réalisée par le GIEC dans le cadre du rapport spécial océans et cryosphère de 2019, le niveau moyen de la mer augmentera d'ici à 2100 (par rapport à sa moyenne sur la période 1986–2005) d'environ 0,43 m (probablement entre 0,29 et 0,59 m) dans un scénario de faible émission de gaz à effet de serre (RCP2.6) et d'environ 0,84 m (probablement entre 0,61 et 1,10 m) dans un scénario de forte émission de gaz à effet de serre (RCP8.5)[12]. Ce rapport souligne qu'il existe des incertitudes structurelles quant à la vitesse de fonte de l'inlandsis de l'Antarctique, sa vitesse de fonte pourrait être sous-estimée dans les intervalles de confiance probables, estimés statistiquement, et pourraient conduire (faible confiance) à une hausse du niveau des mers de 2,3 à 5,4 m « à l'échelle de siècles ou de millénaires » pour le scénario RCP8.5[12].

A long terme, si toute la glace qui se trouve sur le continent Antarctique fondait, le niveau de la mer s'élèverait de 70 mètres. Si la glace du Groenland fondait, cela ajouterait 7 mètres supplémentaires[13].

Une étude pluridisciplinaire des archives géologiques publiée dans la revue Science en montre que, durant les dernières périodes interglaciaires, des réchauffements de quelques degrés des zones polaires, analogues à ceux observés actuellement, ont conduit à des élévations des niveaux océaniques de plus de 6 mètres[14].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ (en) « The Global Sea Level Observing System (GLOSS) », sur gloss-sealevel.org (consulté le )
  2. ↑ Variations régionales des dérives du niveau de la mer mesurées par Topex-Poseidon, sur le site cnrs.fr
  3. ↑ Merrifield, M., T. Aarup, A. Aman, P. Caldwell, R.M.S. Fernandes, H. Hayashibara, B. Kilonsky, B. Martin Miguez, G. Mitchum, B. Perez Gomez, L. Rickards, D. Rosen, T. Schöne, L. Testut, P.L. Woodworth et G.Wöppelmann (2009) The Global Sea Level Observing System (GLOSS). In OceanObs’09, Ocean Information for society: sustaining the benefits, organizing the potential, Community White Papers, 21-25 Sept. 2009, Venice, Italy. DOI  10.5270/OceanObs09.cwp.63
  4. ↑ Leorri, E., B.P. Horton et A. Cearreta, (2008) Development of a foraminifera-based transfer function in the Basque marshes, N. Spain: implications for sea-level studies in the Bay of Biscay. Marine Geology, 251, 60-74.
  5. ↑ Ishii M., M. Kimoto, K. Sakamoto et S.I. Iwasaki, 2006, Steric sea level changes estimated from historical ocean subsurface temperature and salinity analyses. Journal of Oceanography, 62, 155-170.DOI : 10.1007/s10872-006-0041-y
  6. ↑ Pierre Thomas, « Fonte des glaces, dilatation thermique de l'eau et montée du niveau marin », sur ENS Planet-Terre, (ISSN 2552-9250, consulté le )
  7. ↑ Par exemple, la fonte d'une calotte glaciaire provoque un phénomène de rebond isostatique avec relèvement de l'emplacement de l'ancienne calotte, pendant que la périphérie de l'ancienne calotte (telle que la Bretagne) s'enfonce. Cette subsidence péri-paléo-calotte dure pendant 15 000 à 20 000 ans après la déglaciation et se produit toujours actuellement. cf. Pierre Thomas, « "Diapirs" d'argiles tourbeuses quaternaires, plage de Trez-Rouz, presqu'île de Crozon, Finistère », sur [planet-terre.ens-lyon.fr], .
  8. ↑ Charles Pomerol, Yves Lagabrielle, Maurice Renard et Stéphane Guillot, Éléments de géologie, Dunod, , p. 192, 297.
  9. ↑ (en) R. C. Anderson, « Submarine topography of Maldivian atolls suggests a sea level of 130 metres below present at the last glacial maximum », Coral Reefs, vol. 17, no 4,‎ , p. 339–341 (DOI 10.1007/s003380050135).
  10. ↑ a b et c AR6 WGI SPM, p. 6.
  11. ↑ Évolution du niveau moyen des mers vu par les altimètres, sur le site aviso.oceanobs.com, consulté le 26 avril 2013.
  12. ↑ a et b (en) Intergovernmental Panel on Climate Change, publisher., Special report on the ocean and cryosphere in a changing climate, (lire en ligne), Technical Summary, TS.4.Projections, p 56
  13. ↑ L'augmentation du niveau de la mer, sur le site atmosphere.mpg.de
  14. ↑ (en) Sea-level rise due to polar ice-sheet mass loss during past warm periods, Science du .

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

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