Rôle des marégraphes dans l’estimation et la validation des variations du niveau de la mer
Résumé
L’article fait le point sur l’apport des différents systèmes d’observation (altimétrie spatiale, marégraphes, Argo, missions gravimétriques GRACE/GRACE‑FO, GNSS, InSAR) pour quantifier l’élévation du niveau moyen global et ses composantes. Il rappelle la valeur historique et locale des séries marégraphiques, leur complémentarité avec l’altimétrie et les autres jeux de données, et présente les résultats récents sur les tendances globales, régionales et côtières observées entre 1993 et 2025.
Contexte scientifique
- Observation spatiale : les missions altimétriques fournissent depuis 1993 une estimation précise du niveau moyen global (≈ 3,47 ± 0,3 mm/an sur 1993–2025) et des tendances régionales.
- Observation in situ : les marégraphes offrent des séries longues (parfois pluri‑centenaires) mesurant le niveau relatif par rapport à la croûte, indispensables pour séparer hausse absolue et mouvements verticaux du sol.
- Complémentarité : altimétrie pour la couverture spatiale ; marégraphes pour la continuité temporelle et la validation locale.
Données et méthodes présentées
- Altimétrie spatiale : séries Topex/Poseidon → Jason → Sentinel‑6, précision actuelle de l’ordre de 1–2 cm pour une mesure individuelle ; estimation de la hausse globale depuis 1993 (3,47 ± 0,3 mm/an) et mise en évidence d’une accélération récente.
- Marégraphes : séries longues (parfois pluri‑centenaires) mesurant le niveau relatif par rapport à la croûte ; utilisées pour reconstituer l’évolution historique (ex. ≈ 10 cm entre 1900 et 1990) et pour valider les produits satellitaires côtiers.
- Argo : flotteurs (~4 000) fournissant la composante stérique (thermostérique + halostérique) jusqu’à 2 000 m.
- GRACE / GRACE‑FO : mesures des redistributions de masse (contribution barystatique).
- Produits d’altimétrie côtière : retraitements (ESA CCI Coastal Sea Level) et création de « stations virtuelles » le long des traces satellites pour estimer des séries côtières (1 634 stations virtuelles 2002–2021, distance moyenne ≈ 3 km à la côte).
- Couplage GNSS / InSAR : pour mesurer les mouvements verticaux du sol et interpréter les niveaux relatifs.
Résultats clés
- Tendance globale (1993–2025) : hausse moyenne mesurée par altimétrie ≈ 3,47 ± 0,3 mm/an, avec une accélération récente (vitesse d’élévation augmentant d’environ 0,1 mm/an chaque année).
- Variabilité temporelle : la série altimétrique montre une accélération marquée depuis les années 2010 ; certaines études proposent d’interpréter le signal comme un changement de pente abrupt autour de 2010–2011.
- Concordance bilan‑composantes : jusqu’en 2016, la somme des contributions (thermostérique + perte de masse glaciaire + stockage terrestre) rapproche bien le signal altimétrique ; des écarts apparaissent ensuite, possiblement liés à des contributions non entièrement observées (océan profond) ou à des dérives instrumentales sur certains jeux de données.
- Variations régionales : cartes de tendances altimétriques 1993–2025 montrent des régions avec des élévations supérieures à la moyenne (ex. Pacifique Nord, ouest tropical), résultant d’une redistribution non uniforme de chaleur et de masse dans l’océan.
- Côte et altimétrie côtière : la qualité des mesures altimétriques se dégrade à proximité immédiate du rivage ; les retraitements et les stations virtuelles permettent néanmoins d’estimer des séries côtières (1 634 stations virtuelles, 596 à < 3 km de la côte) et de comparer ces séries aux marégraphes (exemples insulaires montrant des corrélations significatives sur 2002–2021).
Observations marégraphiques
- Comparaisons altimétrie vs marégraphes (ex. Guadeloupe, La Réunion, Nouvelle‑Calédonie) montrent des corrélations statistiquement significatives sur 2002–2021, avec des distances trace‑marégraphe variables (13–39 km) et des coefficients de corrélation notables (ex. Pearson 0,67–0,82 selon le site).
Mouvements verticaux et impacts locaux
- Les marégraphes enregistrent le niveau relatif, d’où l’importance de mesurer simultanément les mouvements verticaux du sol (GNSS, InSAR) pour distinguer subsidence/rebond post‑glaciaire et élévation d’origine océanique.
- Exemples de subsidence urbaine (villes d’Asie) illustrent l’amplitude des mouvements du sol pouvant amplifier la hausse relative du niveau de la mer.
Adaptation pour REFMAR — synthèse centrée sur la marégraphie