Le niveau de la mer dans le rapport AR6 du GIEC. 2ème partie : la complexité des mesures.

Par andy May (19 mars 2022)

Cet article est le deuxième d’une série de trois articles publiés en anglais par Andy May sur le site Watt’s Up With That. Le texte qui suit est la traduction du deuxième article de cette série. Suivez ce lien pour accéder à la traduction du premier article de la série.


Thomas Frederikse et ses collègues ont publié en 2020 une étude sur le niveau de la mer, tenant compte à la fois des marégraphes et des données satellitaires (Frederikse et al., 2020). Cet article est fréquemment cité dans le chapitre 9 du rapport AR6 du GIEC. Ils constatent qu’il existe de nombreuses causes de changement du niveau de la mer à l’échelle mondiale et régionale qui doivent être prises en compte.  Sur une grande partie de l’hémisphère Nord, la Terre continue son rebond consécutif à la fonte des glaciers massifs qu’elle a supporté pendant la dernière période glaciaire. Il s’ensuit que de nombreux marégraphes de l’hémisphère Nord enregistrent une baisse du niveau de la mer à mesure que la terre « rebondit ». De plus, la construction de barrages au XXe siècle a entraîné la retenue d’eau des océans et son stockage dans des réservoirs terrestres, en particulier entre 1960 et 1980. Frederikse et al nous disent également que jusqu’à maintenant, les évaluations du niveau de la mer n’ont pas réconcilié les observations avec les principales contributions calculées, à savoir la fonte des glaces, la construction de barrages et la dilatation thermique de l’eau. Cela n’est pas surprenant car comme vu dans la première partie de cette série de 3 articles, le changement observé du niveau de la mer est très faible. Les variations annuelles sont inférieures à la précision des mesures instrumentales. Les observations du niveau de la mer, de la température de l’eau, de la fonte de la glace, de l’eau retenue dans les réservoirs artificiels et du débit total des rivières dans les océans présentent toutes une incertitude considérable, c’est pourquoi les études n’ont pas été en mesure de combler leur écart avec les principales contributions. Frederikse et ses collègues font une autre tentative pour combler cet écart. Ils notent qu’au cours des dernières années, des estimations beaucoup plus précises des observations ont été rendues disponibles et ils les ont rassemblées dans une nouvelle évaluation.  

Leur meilleure estimation de la tendance observée de l’élévation du niveau de la mer de 1900 à 2018 est de 1,56 ± 0,33 mm/an, soit une erreur de ± 20 %. Dans la première partie de cet article, en utilisant l’enregistrement du niveau de la mer de la NOAA, nous avons déterminé une pente de 1,74 mm/an, avec un R2 de 0,97, cette valeur se situant dans l’intervalle de confiance de 90 % donné par Frederikse et ses collègues. Sur la figure 1, l’estimation du changement du niveau de la mer observé est représentée en bleu foncé. La somme des composantes de l’élévation du niveau de la mer est représentée en noir. Les deux principales composantes du changement du niveau de la mer sont également présentées à des fins de comparaison. Les variations barystatiques (volume de l’océan, à l’exclusion de la dilatation thermique) sont indiquées en rouge et les variations thermostériques (changements de volume de l’océan dus à la dilatation thermique) sont indiquées en orange. Toutes les courbes sont centrées sur leurs moyennes de 2002 à 2018. En raison principalement de la période de centrage, la correspondance entre la somme des composantes et les observations du niveau de la mer semble bonne au 21e siècle. Elles l’étaient moins avant 1990, mais la somme des contributions est cohérente avec les observations dans leurs marges d’erreur respectives. L’incertitude observée du niveau de la mer, dépassait généralement ±10 mm avant 1990, ±15 mm avant 1960 et ±20 mm avant 1940.

Figure 1. L’estimation du niveau de la mer de Frederikse et al. de 1900 à 2018 est indiquée en bleu et comparée à la somme de son estimation des changements barystatiques et thermostériques en noir. Le changement barystatique est représenté en rouge et thermostérique en orange. (NDT pour une explication de ces notions, lire la note de bas de page signalée par une (*)

Les sous-composantes des changements barystatiques examinées dans le document sont : la fonte des glaciers, la fonte des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique et le stockage de l’eau terrestre (y compris la construction de nouveaux barrages et l’épuisement des eaux souterraines). Les changements thermostériques sont estimés à l’aide de mesures de la température sous la surface de l’océan. Frederikse et al. ont essayé de réconcilier le total des composantes avec les changements observés du niveau de la mer tels que mesurés par les satellites et les marégraphes à l’aide d’un modèle et ils ont trouvé un accord modeste, dans les marges d’erreur respectives. Les résultats de leur étude augmentent les estimations précédentes de l’élévation du GMSL (niveau moyen mondial de la mer) dans les années 1960 et 1970, après exclusion de l’effet de la construction de barrages. Leur modèle augmente également l’incertitude avant 1940. La correspondance est assez médiocre pour les années 1920 et 1930, et la forte élévation du niveau de la mer de 1930 à 1950, presque aussi rapide que celle du 21e siècle’est pas non plus bien adaptée.

Bien que l’incertitude du taux de GMSL se soit amenuisée pendant la période 1993 -2018, elle dépasse toujours ± 0,4 mm/an, comme le montre la figure 2. Les deux chiffres sont une partie de la figure 1 de Frederikse et al. La figure 2 montre le taux de changement sur 30 ans à partir de ses modèles de changement barystatique et thermostérique (respectivement en rouge et en orange), ainsi que leur somme en noir. Ceux-ci sont comparés au taux de variation observé sur 30 ans, en bleu. De toute évidence, le taux d’élévation du niveau de la mer oscille sur une échelle multi décennale et a probablement augmenté aussi rapidement qu’aujourd’hui dans les années 1940, dans la marge d’erreur. Dans la figure 2, les régions ombrées sont les intervalles de confiance à 90 %. Le graphique trace le taux d’élévation du niveau de la mer en mm par an. Les périodes où la concordance entre les observations, en bleu, et le modèle, en noir ne concordent pas sont plus nettes sur la figure 2. La concordance est particulièrement mauvaise de 1915 à 1950. Le ralentissement rapide du taux de croissance entre 1950 et 1965 ne concorde pas du tout. La concordance de la hausse rapide de 1990 à 2005 n’est que légèrement meilleure que celle des autres périodes.

Figure 2. Les courbes sont colorées comme dans la figure 1, mais il s’agit d’un graphique du taux de changement du niveau de la mer sur 30 ans, dû aux changements thermostériques et barystatiques en orange et rouge respectivement. La courbe noire est la somme des deux, et la courbe bleue est le changement observé du niveau de la mer, les régions ombrées sont les intervalles de confiance à 90 %.

Le modèle de Frederikse et al. présente une incertitude d’au moins un demi-mm par an (voir la zone ombrée en noir sur la figure 2) et l’incertitude des données (zone ombrée en bleu) est encore plus grande. La figure 2 est incertaine, mais l’oscillation d’environ 60 ans est significative et correspond aux oscillations océaniques normales à long terme décrites par Wyatt et Curry. L’effet « vague de stade » de Wyatt et Curry est visible dans les figures 8 et 9 de cet article. Leur cycle d’environ 60 ans peut être divisé en un cycle de réchauffement de 30 ans et un cycle de refroidissement de 30 ans. La période 1918-1942 était une période de réchauffement et 1942-1976 était une période de refroidissement dans leur analyse, ce qui correspond assez bien aux données présentées dans la figure 2. En combinant l’analyse de Wyatt et Curry avec celle de Frederikse et al., nous voyons que les variations des taux d’élévation du niveau de la mer au 20e siècle sont probablement, en partie le résultat des oscillations naturelles de l’océan. La Terre est entrée dans un régime de réchauffement naturel en 1976, qui s’est probablement terminé au début du 21e siècle, peut-être vers 2005, puis est entrée dans un régime de refroidissement. À en juger par la figure 2, il semble possible que l’accélération apparente de l’élévation du niveau de la mer de la fin des années 1980 à environ 2005 n’ait été qu’une répétition de l’accélération de la période allant de 1925 jusqu’au début des années 1940. Même si ce n’est pas le cas, il est clair que les données présentées dans les figures 1 et 2 ne sont pas suffisamment précises pour conclure que le taux global d’élévation du niveau de la mer s’accélère. Il se pourrait même que nous assistions à une décélération du niveau de la mer dans un avenir proche.


La bibliographie est téléchargeable ici .

  1. (Wyatt & Curry, Rôle de la glace de mer du plateau arctique eurasien dans un signal climatique hémisphérique à variation séculaire au cours du XXe siècle, 2014) et (Wyatt, The “Stadium Wave”, 2014). (Voir aussi en français l’article du site global-climat NDT)

(*) NDT : Le niveau de la mer peut varier, à l’échelle mondiale et locale, à la suite de modifications: 1) de la forme des bassins océaniques; 2) du volume des océans  découlant d’une variation de la masse d’eau; et 3) du volume des océans découlant d’une variation de la masse volumique de l’eau. Les variations du niveau moyen de la mer à l’échelle de la planète résultant d’une variation de la masse des océans sont dites barystatiques. On appelle équivalent niveau de la mer, la grandeur du changement du niveau de la mer barystatique dû à un ajout ou à un retrait de masse d’eau. Les variations du niveau de la mer, à l’échelle tant mondiale que locale, dues à des changements de masse volumique de l’eau sont dites stériques. Les changements de masse volumique dus uniquement à des variations de température sont dits thermostériques, alors que les changements de masse volumique dus à une modification de la salinité de l’eau sont appelés halostériques. Les variations  barystatiques et stériques du niveau de la mer ne prennent pas en compte l’effet des variations de la forme des bassins océaniques découlant de variations de la masse des océans et de la répartition de celle ci. (GIEC glossaire)

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13 réflexions au sujet de « Le niveau de la mer dans le rapport AR6 du GIEC. 2ème partie : la complexité des mesures. »

  1. Bizarre. Cet article fait l’impasse sur le mécanisme tectonique (couple subsidence/soulèvement) qui intervient forcément dans les variations locales du niveau marin. Toutes les marges passives s’enfoncent lentement, c’est le contraire dans beaucoup de zones de subduction. Plus les distorsions locales du mécanisme tectonique…7

    • Oui. L’éléphant dans la pièce est que la moyenne sur la période est supérieure à 0, et que même au minimum dans les années 60, les valeurs étaient positives. Ou bien ?

      • On nous bassine assez avec l’élévation du niveau des océans, donc, non, ce n’est pas ça. L’éléphant n’est pas directement lié à ce niveau mais à la composante massique, donc à la fonte des glaces continentales dont l’évaluation est donnée par la courbe rouge. Cette fonte est linéairement dépendante de la température à l’échelle d’un siècle. Ce qu’il faut y voir, c’est que le record de froid du XXème siècle se situe dans les années 1970 et le record de chaud dans les années 1930.
        Ces observations sont irréconciliables avec les indices officiels de températures mais parfaitement en phase avec tous les autres proxies de la température.

        L’éléphant n’est pas que la mer s’élève plus ou moins mais le fait que l’évolution réelle de la température au XXème siècle n’a rien à voir avec ce que les climatologues prétendent.

        Incidemment, les GCM reproduisent avec plus ou moins de bonheur une évolution passée des températures complètement fausse. Ils n’ont donc strictement aucune capacité prédictive. Ce dernier point ne devrait pas être un scoop.

        • Faux, phi. La courbe rouge n’est pas seulement la perte de masse des glaces continentales. Elle comprend aussi le “terrestrial water storage”. Pour voir ça, il aurait suffi que May nous montre la figure complète de l’article de Frederikse, pas seulement la partie 1c. Dans la figure 1d de Frederikse, on voit bien que les variations interdécennales du taux d’augmentation du niveau de la mer sont en très grande partie dues aux variations de stockage d’eau sur les continents, et notamment à la construction des barrages (“dam impoundment”) entre les années 1940 et 2000. On voit aussi que les glaciers ont contribué à ces variations, mais beaucoup moins fortement (et leur contribution va diminuer au fur et à mesure qu’ils disparaissent…).

          Il est évidemment un peu dommage qu’Andy May n’ait pas montré ces figures. Elles auraient clarifié les faits. Ca aurait pu éviter certains malentendus. Mais je n’ai pas l’impression que c’était là son intention, bien au contraire.

          • J’aurais dû parler de la courbe bleue, c’eût été plus fin de ma part tant ce sujet comprend de détours et d’impasses.
            Vous avez raison pour autant que l’on fasse confiance à ces attributions hautement discutables et dont aucune n’est issue d’observations. La courbe rouge a seulement l’avantage de montrer l’homomorphie des apports avec le taux d’élévation.

          • “Dans la figure 1d de Frederikse, on voit bien que les variations interdécennales du taux d’augmentation du niveau de la mer sont en très grande partie dues aux variations de stockage d’eau sur les continents, et notamment à la construction des barrages (“dam impoundment”) entre les années 1940 et 2000.”

            Voyons voir ça.
            Les MXD (densités des cernes) sont réputés être un excellent proxy de la température. Nous avons la chance d’avoir une série connue sous le nom de Briffa 1998 qui couvre une bonne partie de l’hémisphère nord. Il ne s’agit donc pas d’un proxy local. On trouvera sur l’image jointe un calage de ce proxy sur la courbe rouge des apports de la figure 2.

            https://www.zupimages.net/up/22/27/y7jt.png

            Surprise!

            Les barrages ont-ils une influence déterminante sur les arbres ?

            Ou simplement et beaucoup plus probablement, le bilan des grands travaux est-il a peu près neutre sur les apports ?
            Corollaire, l’effet des températures sur le niveau des océans serait sous-estimé.

            Dans tous les cas, nous avons avec le niveau marin et les MXD deux évaluations indépendantes et cohérentes de l’évolution des températures au XXème siècle. Décoiffant.

          • Bonjour,

            Vue l’immensité des océans, cette hypothèse me laisse perplexe :
            “les variations interdécennales du taux d’augmentation du niveau de la mer sont en très grande partie dues aux variations de stockage d’eau sur les continents, et notamment à la construction des barrages (“dam impoundment”) entre les années 1940 et 2000”.

            Par ailleurs, comme la courbe bleu a tendance à légèrement redescendre vers la fin, ce serait pas mal d’avoir une mise à jour du graphe !

  2. Au passage:
    Le compte LinkedIn de Gregory Wrightstone vient d’être clos par les administrateurs du site au prétexte qu’il diffuse des graphes ”incorrects” qui ”violent la charte du site”, en l’occurrence un article de Berner RA & Kothavala Z (2001) GEOCARB III: A revised model of atmospheric CO2 over Phanerozoic time.
    RA Berner est pourtant une ”pointure” scientifique reconnue, auteur de centaines d’articles.
    Voilà, à digérer (calmement si possible).

    Cela fait des années que les géologues ont constaté par des voies indirectes (géochimie) une indépendance entre les variations de la teneur en CO2 de l’air et le climat. Par exemple, la teneur très élevée en CO2 de l’atmosphère pendant la brève glaciation hirnantienne (≈ 444 Ma) qui a recouvert l’Afrique (alors au pôle sud, dérive des continents) d’une épaisse calotte de glace, avec des vallées sous-glaciaires sahariennes de plus de 300 m de profondeur, dont le remplissage sableux est aujourd’hui le siège d’importantes réserves gazières.

    LinkedIn sombre dans la connerie comme d’autres réseaux dits sociaux.

    • Plus on recule dans le temps, plus on se trouve dans des conditions loin des actuelles, avec une activité solaire et volcanique très différente de l’actuel, une répartition des continents très différente, une végétation très différente (il y a 444 Ma, pas de végétation terrestre…) – donc il faut faire un minimum d’attention. On ne peut pas raisonnablement s’attendre à ce que toutes les variations climatiques passées soient dues à des variations de la concentration de CO2, et personne de sensé ne le prétend. Surtout quand on parle de périodes d’il y a plusieurs 100 Ma dont on ne sait pas grand-chose.

      Sur des périodes plus récentes, avec une géographie qui ressemble à celle d’aujourd’hui et les données un peu plus complètes, les choses sont nettement plus claires. Voir par exemple Herbert et al., “Tectonic degassing drove global temperature trends since 20 Ma”, Science, 2022 (publié il y a une semaine). Extrait du résumé : “The magnitude and timing of the inferred changes in tectonic degassing can account for the majority of long-term ice sheet and global temperature evolution since 20 Ma.” Pour ceux qui n’ont pas compris : quand ça parle de dégassing, ça parle des sources naturelles de CO2, et donc, à long terme, de la concentration de CO2.

  3. Il me semble que le rebond isostatique qui a pour effet de faire baisser localement le niveau marin des côtes des latitudes élevées des deux hémisphères induit forcément une diminution du volume total des océans et a donc une influence à la hausse du niveau marin à l’échelon global. Me trompé-je ?
    Par ailleurs l’article ne parle pas du tout d’une autre cause conséquente de montée du niveau des mers qui est le pompage généralisé des nappes phréatiques, directement lié à la croissance de la population mondiale, multipliée par 5 depuis le début du 20e siècle. On peut supposer que l’eau destinée à l’irrigation retourne en partie dans les nappes phréatiques, mais qu’une autre partie est évaporée dans l’atmosphère puis retombe en précipitations sur terre et en mer. Tandis que l’eau à usage urbain, elle, est évacuée (avec ou sans retraitement) dans les rivières et finit donc dans les océans.
    Un article que je n’ai pu retrouver, publié par WUWT il y a quelques années estimait à des volumes considérables ces contributions artificielles à la hausse du niveau des mers et réduisent d’autant la part de la fonte des glaces imputable au réchauffement climatique due au réchauffement climatique prétendument causé par le CO2 dégagé par les activités humaines.

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