(traduction approchée de l'original)
cet article comprend les chapitres suivants :
- les océans
- le niveau de la mer global
Les océans
Les différentes estimations de contenu thermique des océans ont convergé et donnent des valeurs 50% plus élevées que les précédentes.
La température globale de surface des océans a atteint les valeurs les plus chaudes jamais enregistrées pour Juin, Juillet et août 2009.
L’acidification et la désoxygénation des océans ont été identifiées comme potentiellement dévastatrices pour de grandes parties de l'écosystème marin.
La détection de la manière dont le changement climatique impacte les océans s’est nettement améliorée depuis l'AR4.
Des changements importants de température, salinité et de propriétés biogéochimiques ont été mesurés. Ces changements sont en adéquation avec les 50 années de réchauffement, les précipitations et le CO2 dans l'atmosphère.
Il y a eu également de nouvelles analyses des tendances, dans un contexte élargi depuis l'AR4, incluant l'acidification et l'oxygène.
Ceci a amélioré notre compréhension du changement d'état des océans et a également permis d’identifier de nouveaux problèmes.
Les nouvelles estimations de changements océaniques ont tendance à être plus cohérentes avec les projections de changement climatique (par exemple, le contenu thermique global).
Réchauffement de l'océan
Il y a une tendance soutenue au réchauffement des températures de surface de l’océan (SST) au cours des 50 dernières années (figure 15).
Les mesures satellite de SST ont montré que 2007 avait été l’année la plus chaude jamais enregistrée, malgré une année 1998 marquée par un épisode El Niño très fort.
L'année 2008 a été plus froide, en raison d'un épisode La Niña très intense mais temporaire, alors que la température des océans, jusqu'au moment de la publication se dirigeait vers un record en 2009.
Par exemple, la température mondiale de surface des océans a été la plus chaude jamais enregistrée pour Juin, Juillet et Août en 2009.
L’augmentation du contenu thermique des couches supérieures des océans (0-700m) entre 1963 et 2003 a été 50% plus élevé que celle du bilan précédent (Domingues et al. 2008, Bindoff et al.
2007).
Ces estimations, plus hautes, de changement thermique, sont maintenant compatibles avec les observations de la montée des océans au cours des 50 dernières années, et résolvent un problème
scientifique de longue date dans la compréhension de la contribution de la dilatation thermique de niveau de la mer (Domingues et al. 2008). Les observations montrent également un réchauffement
des grands fonds océaniques beaucoup plus répandu dans l'Atlantique et l’océan Austral. (Johnson et al. 2008a, Johnson et al. 2008b) que précédemment estimé.
Salinité et cycle hydrologique
Des analyses plus complètes de la salinité des océans, montrent une dilution dans les hautes latitudes, tandis que les régions d'évaporation excessive, par rapport aux précipitations, sont
devenues plus salées.
Les changements de salinité sont compatibles avec un renforcement du cycle hydrologique.
Les modifications de salinité sont également compatibles avec les changements de circulation régionale et les échanges inter-bassin.
Nous avons maintenant amélioré notre certitude que les tendances à long terme dans les modèles de précipitations sur l'océan global, comme en témoigne la salinité, peuvent être attribuées à l’influence anthropique (Stott et al. 2008).
Les changements climatiques et la circulation océanique
De surprenants changements de salinité dans les eaux du fond de l'Antarctique fournissent
une preuve supplémentaire de la fonte accélérée de l’inlandsis et des plates-formes glaciaires (Rintoul 2007).
Les observations en Arctique amènent des arguments robustes en faveur de l'augmentation des précipitations et des eaux de ruissellement.
Les couches intermédiaires de l'océan Arctique se sont réchauffées notablement (Polyakov et al. 2004).
Mais il n’y a pas encore eu d’observations d'un changement durable de circulation dans l’Atlantique Nord, prédite par les modèles ( Hansen et Østerhus 2007).
Le changement climatique régional est souvent exprimé autour des principaux modes de variation comme l’Oscillation Nord Atlantique (NAO), l’ENSO et le mode annulaire austral (SAM), qui peuvent
eux-mêmes être modifiés par le réchauffement en entraînant, soit des fluctuations plus importantes, soit le passage à un état qui deviendrait alors préférentiel (ou plus fréquent) dans les
décennies à venir (par exemple, une tendance vers un type différent d'El Niño, Yeh et al. 2009; Latif et Keenlyside 2009).
Actuellement, l’influence des modes climatiques régionaux sur la circulation océanique est plus grande que les tendances sous-jacentes attribuables aux conditions climatiques d'origine
anthropique.
La stabilité de la circulation en Atlantique Nord est extrêmement importante pour l'Amérique du Nord et l’Europe.
Par exemple, un ralentissement des courants de l'océan pourrait conduire à une hausse plus rapide du niveau de la mer régional le long de la côte du nord-est américain (Yin et al. 2009).
L'AR4 a conclu qu'il existe une probabilité supérieure à 90% d'un ralentissement de ce courant océanique, et une probabilité de 10% d'une transition abrupte d'ici l'an 2100.
Comme indiqué dans la synthèse et l'évaluation du projet 3.4 de l'US Climate Change Science Program (Delworth et al. 2008), aucun modèle climatique global ne projette une telle transition abrupte au cours de ce siècle.
Toutefois, notre faible capacité à modéliser les comportements non linéaires et les effets de seuil, et la suggestion récente que les modèles actuels pourraient être trop stables (Hofman et Rahmstorf 2009) ne permettent pas d’exclure totalement la possibilité d’une telle transition abrupte.
Acidification, absorption de carbone et désoxygénation
La quantité de CO2 dans les océans a augmenté de 118 ± 19 Gt entre la fin de la période préindustrielle (environ 1750) et 1994, et continue d'augmenter d'environ 2 Gt par an (Sabine
et al. 2004). Cette augmentation a entraîné une diminution directe du pH océanique de surface en moyenne de 0,1 unités depuis 1750 et une augmentation de l'acidité de plus de 30% (Orr et al.
2005: McNeil et Matear 2007; Riebesell, et al. 2009).
Les organismes synthétisant le calcaire se sont révélés être particulièrement vulnérables au faible pH des eaux (Fabry et al. 2008).
De nouvelles observations in situ, montrent une dépendance étroite entre calcification et CO2 dans l'atmosphère, avec de plus petites coquilles lors des teneurs élevées en CO2 au cours des 50.000
dernières années (Moy et al. 2009).
En outre, en raison de conditions préexistantes, on s’attend à ce que dans les régions polaires de l'Arctique et l'océan Austral, certains coquillages commencent à se dissoudre dès que les niveaux atmosphériques atteindront 450ppm (soit environ en 2030 dans les conditions business-as-usual; McNeil et Matear 2008: Orr et al. 2009).
Il existe de nouvelles preuves d'une diminution continue des concentrations d'oxygène dissous dans les océans mondiaux (Oschlies et al. 2008), et il y a, pour la première fois, des preuves
significatives que de grandes zones équatoriales à teneur minimales en oxygène soient déjà en expansion (Stramma et al. 2008).
La baisse de teneur en oxygène amplifie le stress et provoque des problèmes respiratoires chez les grands prédateurs (Rosa et Seibel, 2008). Elle compromet, de façon significative la
capacité d'organismes marins à faire face à l'acidification (Brewer 2009).
L’augmentation des zones anoxiques marines a des répercussions profondes sur le cycle océanique de l'azote, avec des conséquences globales encore inconnues mondiale (Lam et al. 2009).
Une récente étude de modélisation (Hofmann et Schellnhuber 2009) souligne le risque d'une extension généralisée des régions en manque d'oxygène dans les couches supérieures des océans si les augmentations de CO2 atmosphérique devaient se poursuivre.
Le niveau de la mer global
Les mesures par satellite montrent que le niveau de la mer est en hausse de 3,4 millimètres par an depuis que ces enregistrements ont commencé en 1993. Cette augmentation est 80% plus rapide que la meilleure estimation du TAR (3ème rapport du GIEC)
En tenant compte de la perte de masse des inlandsis, l'élévation du niveau jusqu'en 2100 est susceptible d'être au moins deux fois plus importante que celle présentée dans l’AR4, avec une
limite supérieure d’environ 2m basée sur une nouvelle compréhension du comportement des inlandsis.
La densité de peuplement dans les régions côtières et les îles est trois fois plus élevée que la moyenne mondiale. Actuellement, 160 millions de personnes vivent à moins de 1 mètre au-dessus du niveau des mers. Cela implique que même une petite augmentation peut avoir des impacts sociétaux et économiques importants.
Les phénomènes en action étant l'érosion côtière, la vulnérabilité accrue aux vagues des tempêtes et aux inondations qui en résultent, la contamination des eaux souterraines par le sel, la perte de zones humides côtières et autres.
Depuis 1870, le niveau des mers du globe a augmenté d'environ 20 centimètres
(AR4). Depuis 1993, le niveau de la mer est mesuré avec précision par les satellites. Avant cette date, les données provenaient de marégraphes dans les stations côtières à travers le monde.
Satellites et marégraphes montrent que le taux d'élévation du niveau marin s'est accéléré. L'analyse statistique révèle que le taux de montée est étroitement corrélé avec la température:
plus il fait chaud et plus rapide est la hausse du niveau (Rahmstorf, 2007).
La montée des océans est une conséquence inévitable du réchauffement climatique pour deux raisons principales: l'eau des océans se dilate alors qu’il se réchauffe, et la glace qui fond sur les
continents apporte un flux d’eau supplémentaire.
Pour la période 1961-2003, l'expansion thermique a contribué pour environ 40% de l'élévation observée du niveau de la mer, tandis que la glaciers et inlandsis ont contribué pour
environ 60% (Domingues et al. 2008).
Le niveau de la mer a augmenté plus vite que prévu (Rahmstorf et al. 2007) (voir figure 16). Le taux moyen d'élévation pour 1993-2008, mesuré par satellite, est de 3,4 millimètres par an
(Cazenave et al. 2008), tandis que le TAR projetait une meilleure estimation de 1,9 mm/an pour la même période. La hausse réelle a donc été 80% plus rapide que prévu par modèles. (à
noter que les modèles plus récents de l'édition 2007 du GIEC font encore état de projections, pour l’essentiel, identiques à celles du TAR)
L'augmentation future du niveau de la mer est très incertaine, comme l'inadéquation entre les observations et les modèles le suggère déjà.
La principale raison de l'incertitude réside dans la réponse des inlandsis du Groenland et de l'Antarctique.
Le niveau de la mer risque d'augmenter beaucoup plus en 2100 que la gamme souvent citée de 18-59 centimètres. Comme indiqué dans l'AR4, les modèles couplés utilisés dans l'élaboration des projections du niveau de la mer au 21ème siècle ne prennent pas en compte la dynamique des inlandsis.
Dans cette hausse prévue de 18-59 centimètres, ne figurent que les estimations simples de bilan massique des inlandsis
En conséquence d'un bilan de masse présumé positif en Antarctique dans l’AR4, on avait estimé que cet inlandsis aurait apporté une contribution négative au niveau de la mer au cours du
21ème siècle.
Au contraire, il s’avère que l'Antarctique perd actuellement de la masse en raison de processus dynamiques (voir la figure 10 dans ce rapport).
Basé sur un certain nombre de nouvelles études, le document de synthèse de la Copenhague 2009 (Richardson et al. 2009) a conclu que «les prévisions actualisées de la hausse mondiale future du
niveau de la mer moyen sont environ le double des projections du GIEC de 2007. "
Le niveau de la mer continuera à augmenter plusieurs siècles après que la température globale se sera stabilisée, car il faut que beaucoup de temps pour que les océans et les
inlandsis répondent pleinement à un climat plus chaud.
Quelques estimations récentes de la hausse future sont rassemblées dans la Figure 17. Ces
estimations mettent en évidence le fait qu’il est probable qu’un réchauffement climatique non contrôlé produise une élévation du niveau de la mer de plusieurs mètres dans les siècles à venir
conduisant à la perte de nombreuses grandes villes côtières et d’îles entières.
