La hausse du niveau des océans de plus en plus préoccupante // Ocean rise is more and more a problem

L’élévation du niveau des océans est perçue comme l’une des conséquences les plus dangereuses du réchauffement climatique, avec le risque de rendre inhabitables des centaines de milliers de kilomètres de côtes et de déplacer plus de 100 millions de personnes dans le monde d’ici la fin du siècle.

L’ampleur de cette menace dépend de la hausse du niveau des océans au cours des prochaines décennies. Les estimations exactes de cette hausse restent aléatoires ; elles vont de 30 centimètres à plusieurs mètres. Cette différence est pourtant d’une importance cruciale car, selon les chiffres, elle implique le déplacement de dizaines de millions ou de centaines de millions de personnes.

Une nouvelle étude intitulée « L’élévation du niveau de la mer au 21ème siècle pourrait dépasser les projections du GIEC pour un avenir à fort réchauffement » a été publiée en décembre 2020. Elle explique que si le réchauffement climatique se poursuit au rythme actuel, l’élévation du niveau de la mer dépassera probablement les estimations qui viennent d’être mentionnées.

Depuis la fin des années 1800, le niveau de la mer a augmenté en moyenne d’environ 25 centimètres dans le monde, mais cette hausse varie d’une région à l’autre. Le siècle dernier, le principal facteur responsable de l’élévation du niveau des océans a été leur dilatation thermique.

Aujourd’hui, la fonte des calottes glaciaires, principalement du Groenland et de l’Antarctique, prend une autre proportion. En effet, il y a suffisamment de glace au Groenland et en Antarctique pour provoquer une élévation du niveau de la mer de 63 mètres si cette glace fondait dans sa totalité. Aucun scientifique ne s’attend toutefois à un tel événement au cours de ce siècle, mais on sait qu’une fois que les calottes glaciaires ont atteint un certain niveau de réchauffement, elles deviennent moins stables et moins prévisibles, avec des points de basculement qui entrent en jeu.

Dans le dernier rapport du GIEC sur le changement climatique, les projections d’élévation moyenne du niveau de la mer d’ici la fin du siècle vont de 40 à 60 centimètres, par rapport au niveau moyen de 1986 à 2005. La nouvelle étude parie sur une hausse supérieure et affirme que les projections du GIEC sont probablement trop basses. Le graphique ci-dessous, basé sur le rapport du GIEC, montre les différents facteurs participant à l’élévation du niveau de la mer. Les projections vont jusqu’à la fin du siècle. La contribution de l’Antarctique est indiquée en bleu turquoise.

Un autre article, également publié en décembre dans la revue Nature arrive à une conclusion identique en se basant sur le Groenland. En se référant aux derniers modèles utilisés pour le prochain rapport du GIEC, les auteurs ont constaté que dans un scénario de fort réchauffement, le Groenland pourrait ajouter 7,5 centimètres à l’élévation du niveau de la mer d’ici la fin du siècle, par rapport à l’ancien rapport du GIEC. Cette élévation supplémentaire du niveau de la mer serait due au réchauffement de 1 degré Celsius projeté par les nouveaux modèles climatiques de l’Arctique.

Ce qui préoccupe le plus les auteurs de la première étude, c’est le comportement non linéaire de l’élévation du niveau de la mer. Ces dernières années, la hausse du niveau des océans s’est accélérée. Dans les années 1990, les océans ont connu une hausse d’environ 2 millimètres par an. De 2000 à 2015, la moyenne était de 3,2 millimètres par an. Au cours des dernières années, le rythme s’est accéléré pour atteindre 4,8 millimètres par an. Au rythme actuel, on peut s’attendre à au moins 37 centimètres d’élévation du niveau de la mer d’ici 2100. En plus, comme cela a été le cas au cours des dernières décennies, le rythme d’élévation du niveau de la mer devrait continuer à s’accélérer pendant l’avenir prévisible. Il en ressort que 37 centimètres est une prévision probablement en dessous de la vérité.

Étant donné que la Terre s’est déjà réchauffée de plus d’un degré Celsius depuis la fin des années 1800, nous savons qu’une élévation substantielle du niveau de la mer est déjà en train de se produire, que nous arrêtions ou non le réchauffement climatique. Les scientifiques ne savent pas combien de temps cette hausse prendra, ni à quelle vitesse elle se produira. Toutefois, en extrapolant, les glaciologues expliquent que lorsque nous sommes sortis de la dernière période glaciaire, le niveau de la mer a augmenté à une vitesse pouvant atteindre 37 cm par siècle. Le fait qu’il y ait beaucoup moins de glace sur Terre aujourd’hui qu’il y a 20 000 ans signifie que l’élévation du niveau de la mer par degré Celsius serait probablement moins importante maintenant. Malgré tout, même avec un rythme d’élévation qui serait la moitié du maximum historique, on assisterait à une catastrophe sur notre  planète où vivent des milliards de personnes qui dépendent de la stabilité du niveau des océans.

Source: CBS News.

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Sea-level rise is known to be among the most dangerous consequences of global warming, with the risk of making hundreds of thousands of square kilometres of coastline uninhabitable and potentially displacing over 100 million people worldwide by the end of the century.

The magnitude of this threat depends on how much the oceans will rise in the coming decades. However, exact estimates remain elusive, ranging from 30 centimetres to several metres above current levels. That disparity is of crucial importance because it ranges between tens of millions of people and hundreds of millions forced from their homes

A new study entitled « Twenty-first century sea-level rise could exceed IPCC projections for strong-warming futures » and published in December 2020 warns that if global warming continues at the current pace, sea-level rise will probably surpass these projections.

Since the late 1800s, sea level has risen an average of about 25 centimetres globally, but the amount varies from region to region. Last century the largest contributor to the rise of the oceans was their thermal expansion. But now the melting of ice sheets, mainly from Greenland and Antarctica, constitutes a greater proportion, and that fraction will only grow.

Indeed, there is enough ice locked up in Greenland and Antarctica to cause a sea-level rise of 63 metres if it happens to melt. No scientist is expecting such an event this century, but after a certain level of warming, ice sheets become less stable and less predictable, with potential tipping points coming into play.

In the most recent IPCC report on climate change, the median sea-level rise projections by the end of the century range from 40 to 60 centimetres, as compared to the average sea level from 1986-2005. The new study bets on upper estimate, saying it is likely too low.

The graphic below, based on the IPCC report, shows the various contributors to sea-level rise. It is projected out to the end of the century. Antarctica’s contribution is shown in turquoise blue.

Another paper, also published in December in the journal Nature makes a similar case, focused on the evidence from Greenland. Employing the latest models used to inform the next IPCC report, the authors found that in a high-warming scenario Greenland may contribute an extra 7.5 centimetres to sea-level rise by the end of the century, when compared to the former version of models used by the IPCC. This extra sea-level rise is due to an additional 1 degree Celsius of warming projected by the new climate models in the Arctic.

A big concern of the authors of the first study for our future is the non-linear behaviour of sea-level rise. In recent years the pace of sea-level rise has been accelerating. In the 1990s the oceans rose at about 2 millimetres per year. From 2000 to 2015 the average was 3.2 millimetres per year. But over the past few years the pace has quickened to 4.8 millimetres per year. At the current pace, we can expect at least 37 more centimetres of sea-level rise by the year 2100. But, as has been the case for the past few decades, the pace of sea-level rise is expected to continue to increase for the foreseeable future. So,37 centimetres is extremely unlikely.

Considering that Earth has already warmed more than 1 degree Celsius since the late 1800s, we know that substantial sea-level rise is already baked in, regardless of whether we stop global warming. Scientists just don’t know exactly how long it will take to see the rise or how fast it will occur. But using proxy records, glaciologists can see that as we emerged from the last Ice Age, sea level rose at remarkable rates, as fast as 37 cm per century at times. The fact that there is a lot less ice on Earth today than there was 20,000 years ago means the amount of sea-level rise per degree would likely be less now, and the maximum pace may be tempered as well. But even a pace that is half the historical maximum would still be catastrophic to an Earth with billions of people who depend on stability.

Source: CBS News.

Accélération du niveau des océans au cours des dernières décennies (Source : John Englander)

Risque de disparition brutale de la calotte antarctique avec hausse spectaculaire du niveau des océans // Risk of Antarctic Ice Sheet collapse and dramatic sea level rise

Une nouvelle étude par une équipe de chercheurs de l’Université du Wisconsin-Madison et de l’Oregon State University, récemment publiée dans la revue Nature, nous apprend que la calotte glaciaire de l’Antarctique Occidental est moins stable que prévu et il faut s’attendre à sa rapide disparition.
L’étude revient sur les deux dernières périodes au cours desquelles notre planète est passée d’un état glaciaire – lorsque les calottes glaciaires couvraient de grandes étendues du globe – à un état interglaciaire comme celui que nous vivons actuellement.
Le but de l’étude est de mieux comprendre les facteurs qui contribuent à l’élévation du niveau de la mer. En effet, jusqu’à présent, on ne savait pas grand-chose sur le rôle joué par la fonte des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique. On ne savait pas à quelle vitesse elles fondaient, si la calotte glaciaire de l’Antarctique allait disparaître, ni à quelle vitesse cela allait se produire, si c’était une affaire de siècles ou de millénaires. D’ici 2200, il se peut que le niveau de la mer s’élève de 7,50 mètres si l’on prend en compte l’instabilité de la calotte glaciaire antarctique occidentale et orientale.
L’étude révèle que le réchauffement de l’eau sous la surface des océans contribue largement à la fonte de la calotte glaciaire, en particulier dans l’Antarctique où une grande partie de la calotte glaciaire se trouve sous l’eau. Au cours des deux dernières transitions de la période glaciaire à la période interglaciaire, le réchauffement a été largement provoqué par la perturbation de la circulation méridienne de renversement de l’Atlantique (AMOC) qui agit comme un tapis roulant et transporte les eaux chaudes vers le nord et les eaux froides vers le sud.
Le réchauffement sous la surface de l’océan a probablement été responsable de la disparition de la calotte glaciaire de l’Antarctique Occidental au cours de la dernière période interglaciaire sur Terre qui remonte à 125 000 ans. Cela a entraîné une élévation du niveau de la mer de trois mètres. Dans l’ensemble, le niveau des mers a augmenté de neuf mètres au cours de la dernière période interglaciaire.
L’étude a adopté une approche de modélisation pour rassembler les meilleures données planétaires contribuant à la fonte des glaciers et des calottes glaciaires ainsi qu’à l’élévation du niveau de la mer, y compris les concentrations de gaz à effet de serre, les températures globales et les températures sous la surface des océans. À l’aide de la version 3 du modèle de système climatique du National Center for Atmospheric Research (NCAR), les chercheurs ont effectué des simulations à partir de plus de 25000 années modèles à l’aide de conditions et de reconstructions climatiques basées sur des données collectées dans le monde entier. Ces données comprennent les gaz à effet de serre mesurés dans les carottes de glace profondes, les indicateurs du niveau de la mer chez les coraux et les spéléothèmes (concrétions dans une cavité naturelle souterraine). Les simulations ont également inclus la position de la planète par rapport au soleil, les données de la calotte glaciaire et les changements dans le transport de chaleur associés aux fluctuations de l’AMOC. L’étude a révélé que l’AMOC s’est réduit à une seule étape lors de la transition du dernier interglaciaire pendant environ 7 000 ans. Au cours de la transition vers la période interglaciaire actuelle – l’Holocène – la réduction de l’AMOC n’a duré qu’environ les deux tiers de cet intervalle de temps et s’est déroulée en deux étapes. Au cours des deux transitions, cependant, la réduction de l’AMOC a provoqué un réchauffement de l’eau sous la surface dans tout le Bassin Atlantique, ce qui correspond aux données observées. Cette réduction de l’AMOC a entraîné une augmentation de la glace de mer dans l’Océan Atlantique Nord et une réduction de la convection océanique. Ces deux phénomènes réduisent les pertes de chaleur à la surface de l’océan mais réchauffent l’eau sous la surface, de la même manière qu’en hiver la neige contribue à isoler le sol en dessous.
Aux États-Unis, quatre personnes sur 10 vivent dans des zones côtières, ce qui les rend vulnérables aux effets de la montée des mers. Soixante-dix pour cent des plus grandes villes du monde sont situées près d’une côte.
À l’échelle de la planète, en 2010, le niveau des mers avait augmenté d’environ 25 centimètres par rapport au niveau moyen à l’époque préindustrielle. Selon la NOAA, en 2014, le niveau des mers a augmenté à un rythme croissant d’environ 0,3 centimètre chaque année.
En outre, en 2014, la température de la planète a augmenté de 1°C par rapport aux conditions préindustrielles, ce qui représente un réchauffement identique à celui qui a entraîné une élévation du niveau de la mer au cours de la dernière période interglaciaire.
Cela est particulièrement inquiétant car cela montre qu’une élévation de six à neuf mètres du niveau de la mer est susceptible de se produire sous l’effet du même niveau de réchauffement climatique que celui observé en ce moment.
Source: Phys.Org.

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 A new study by University of Wisconsin–Madison and Oregon State University and recently published in Nature suggests the Western Antarctic Ice Sheet is less stable than researchers once thought and its collapse in the future is likely.

The study looks back at the last two time periods in which the planet transitioned from a glacial state, when ice sheets covered large swaths of the globe, into an interglacial state, such as the one we are in now.

The goal of the study is to better understand what contributes to rising sea levels. Indeed, there is a large amount of uncertainty about the contributions made by the melting of the Greenland and Antarctic ice sheets. Scientists do not know how fast they are going to melt, whether the marine-based Antarctic ice sheet will collapse, or how quickly it will happen, whether it is a matter of 100 years or 1,000 years. By 2200, there is a possibility of 7.5-metre sea level rise when accounting for the instability of the western and eastern Antarctic Ice Sheet.

Overall, the study found that warming below the surface of the planet’s oceans is a significant contributor to ice sheet melt, particularly in the Antarctic, where a large portion of the ice sheet exists under the water. During the last two transitions from glacial into interglacial periods, that warming was largely driven by the disruption of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) which acts as an oceanic conveyor belt that carries warm waters northward and cold waters south.

Sub-surface warming was likely responsible for the collapse of the Western Antarctic Ice sheet during Earth’s last interglacial period going back 125,000 years, which led to three metres of sea level rise. Overall, seas rose by up to nine metres during the last interglacial period.

The study took a modelling approach to gather best estimates of the planetary influences underlying glacial and ice sheet melt as well as sea level rise, including greenhouse gas concentrations, global temperatures, and subsurface ocean temperatures. Using the Community Climate System Model version 3 from the National Center for Atmospheric Research (NCAR), the researchers ran simulations for more than 25,000 model years using conditions and climate reconstructions surmised from data collected around the globe. That includes greenhouse gases measured in deep ice cores, sea level indicators in corals, and speleothems. The simulations also included the position of the planet relative to the sun, ice sheet data and changes in heat transport associated with changes to AMOC. The study found that AMOC was reduced in a single step at the transition of the last interglacial for roughly 7,000 years. During the transition into the current interglacial period, the Holocene, AMOC reduction lasted only about two-thirds as long and occurred in two steps. During both transitions, however, AMOC reduction caused subsurface warming throughout the Atlantic Basin, which agrees with observed data. The reduction resulted in more sea ice in the North Atlantic Ocean and the reduction of ocean convection. Both of these reduce heat loss from the surface ocean, warming the subsurface, similar to the way in which winter snow helps insulate the ground below.

In the U.S., four out of 10 people live in populous coastal areas, making them vulnerable to the effects of rising seas. Seventy percent of the world’s largest cities are located near a coast.

Globally, by 2010, seas had already risen about 25 centimetres above their average levels in pre-industrial times. According to NOAA, in 2014 they were rising at an increasing rate of roughly 0.3 centimetres each year.

Also by 2014, global temperatures had increased by 1 degree Celsius relative to pre-industrial conditions, representing the same amount of warming that led to sea level rise during the last interglacial period.

This is especially worrying as it shows that six to nine metres of sea level rise can occur with the same amount of global warming happening right now.

Source: Phys.Org.

Circulation thermohaline (Source: IPCC)

 

Montée de l’océan à Hawaii // Ocean rise in Hawaii

La Protection Civile hawaiienne vient d’émettre un bulletin d’alerte car une marée record – associée à une houle du sud – menace de provoquer des inondations sur toutes les côtes de la Grande île ce week-end. On s’attend à ce que le phénomène se produise sur toutes les zones basses de l’île. L’événement ne fait qu’annoncer l’arrivée de marées exceptionnelles baptisées ‘king tides’.
Les scientifiques observent depuis quelque temps ces niveaux inhabituels de la marée et pensent que l’Etat d’Hawaii continuera probablement à connaître des niveaux de marée exceptionnellement élevés tout au long de l’été. Les scientifiques expliquent que les marées sont amplifiées par des facteurs tels que des tourbillons océaniques dont les parties centrales traversent l’archipel, l’élévation globale du niveau des océans due au changement climatique, et l’action des vagues, avec un risque de fortes houles pendant l’été. Les vagues provoquées par cette houle du sud seront amplifiées à marée haute, ce qui fera remonter l’eau de mer plus haut sur les plages, avec un risque d’inondations et une accentuation de l’érosion littorale.
Il est demandé aux populations habitant en bord de mer et aux personnes fréquentant les plages d’être vigilantes car il y aura de fortes vagues pouvant s’avérer dangereuses. Par mesure de précaution, les propriétaires de bateaux et les habitants en bord de mer sont priés prendre des mesures pour sécuriser leurs biens. En particulier, il est conseillé de déplacer vers des zones plus élevées les appareils électroniques, les véhicules et autres objets de valeur habituellement entreposés dans les sous-sols ou les cours des habitations.
Le Pacific Islands Ocean Observing System (centre d’observation de l’océan pour les îles du Pacifique) a diffusé un bulletin de prévision des marées hautes à Hilo pour les six jours à venir.
Dans le graphique ci-dessous, la courbe bleu foncé montre « le niveau de mer observé dans le port de Hilo pendant les 3 derniers jours.
La courbe bleu clair montre « le niveau de la mer dans le port de Hilo pour les 6 prochains jours.
La Ligne rouge indique la hauteur du niveau de mer (3,3 pieds, soit environ un mètre) dépassant de 2% le niveau maximal des eaux (HHW) observé quotidiennement, par référence à 19 années d’observations (à l’exclusion des tsunamis). Lorsque cette hauteur est dépassée, il y a risque d’inondation des côtes les plus basses.
Selon les océanographes de l’Université d’Hawaï, alors que le niveau de la mer continue de monter à cause du réchauffement climatique, on observera de plus en plus de situations où non seulement les ‘king tides’, mais aussi les marées hautes ordinaires, provoqueront des inondations, avec des impacts négatifs sur les plages , les infrastructures côtières, les zones humides et les zones basses des îles.
Source: Presse hawaiienne.

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Hawaii emergency officials have issued an alert as a record high tide – in conjunction with a southern swell – threatens to bring coastal flooding to all shores along the Big Island this weekend. The observable phenomenon is expected to occur on shorelines and low-lying areas across Hawaii. The event heralds the arrival of the highest ‘king tides’ of the year.

Scientists have been tracking unusual high tide levels and are advising that the state will likely continue to experience unusually high tide levels throughout the summer. Experts say the tides are further elevated by factors that include ocean eddies with high centres moving through the islands, global sea-level rise due to climate change, and wave action, including potential summer swells. The surf generated from this south swell will be exacerbated by the high tides resulting in additional beach run up, flooding and erosion.

Oceanfront residents and beachgoers are advised to be on the alert for possible high and dangerous surf. As a precaution, boat owners and oceanfront residents should take actions to secure their property from possible tidal inundation and coastal flooding. Landowners in low-lying shoreline areas or near waterways should consider moving to higher ground any electronics, vehicles or other valuable from basements or yards.

The Pacific Islands Ocean Observing System has produced a “Six-Day High Sea Level Forecast” for Hilo:

In the above graph, the Dark Blue Curve displays “the Observed Sea Level at Hilo Harbour for the previous 3 days.

The Cyan Curve displays “the Forecast Sea Level at Hilo Harbour for the next 6 days.

The Red Line indicates “the sea level height (3.3 ft., or about one metre) that is exceeded by 2 percent of the observed daily Higher High Waters (HHW) based on a 19-year historical record (excluding tsunamis). When this sea level height is exceeded, flooding of the lowest lying lands begins.”

According to oceanograpghers at the University of Hawaii, as sea levels continue to rise with global warming, we will see more and more instances when not just king tides but ordinary high tides combine with high water levels to reach flood stage, with adverse impacts to beaches, coastal infrastructure, wetlands and low-lying areas of the islands.

Source: Hawaiian newspapers.

Source: Pacific Islands Ocean Observing System