Les pôles

La fonte de la banquise arctique en été est spectaculaires mais sans influence sur le niveau des mers ; plus silencieuse, donc moins commentées l’évolution des glaces continentales est plus importante dans ses conséquences : si les deux à trois kilomètres de glace qui couvrent le Groenland (1,68 million de Km²) fondaient ou glissaient dans l’océan, le niveau des mers monterait d’environ six mètres. La fonte totale de l’Antarctique provoquerait quant à elle une hausse du niveau de la mer de l’ordre de 60 mètres.

L’arctique

La banquise

Pendant les 22 dernières années du 20ème siècle (de 1979 à 2000), l’étendue de la banquise a oscillé régulièrement, entre l’hiver et l’été, de 14 millions à 7 millions de Km².

Depuis le début des années 2000, la superficie résiduelle de la banquise en septembre accuse une nette dérive négative.

Les années 2007 et 2012 ont notamment connu des retraits importants :

  • septembre 2007 : 4,3 millions de Km²;
  • septembre 2012 : 3,6 millions de Km², un record depuis le début des mesures.

(En 2012 une tempête préhivernale avait brisé et « pilé » la glace à partir du 06 août, favorisant la fonte et l »éparpillement des morceaux).

Avec 5,1 millions de Km² au 13 septembre, 2013 se positionne avec 2009, comme l’année la plus englacée en septembre.

Le 11 septembre 2015 la banquise était à son minimum de l’année avec 4,41 millions de Km², la 4ème plus faible extension depuis le début des mesures satellitaires.

L’épaisseur de la banquise

Cryosat donne, outre l’extension spatiale de la banquise, des informations sur son épaisseur et donc le volume de glace (superficie X épaisseur moyenne).

D’après les dernières informations du satellite, le volume de la banquise arctique était en octobre 2013 de 9.000 Kms³, contre 6.000 Kms³ en octobre 2012.

Selon une estimation de la marine américaine (Naval Researcb Lab), si l’épaisseur médiane de banquise n’était que de 1,5 mètres en janvier 2008, elle était passée à 2,25 mètres à la même saison en 2009, et atteignait 2,9 mètres en 2010. La banquise estivale gardait une épaisseur de 2 à 3 mètres, même à la  fin de l’été, en septembre 2012. (Cf. F. Gervais L’innocence du carbone page 73).

Les glaces continentales arctiques

L’inlandsis (calotte polaire) du Groenland a une surface de 1 726 000 km2 et une altitude moyenne de 2 135 mètres. La glace peut atteindre l’épaisseur de 3 000 mètres au centre de l’inlandsis : ceci représente un volume global de 2 000 000 km3 de glace, soit 10 % de l’eau douce à la surface du globe.

Au Groenland il neige plus qu’il ne fond au cours de l’année, le bilan masse de surface est donc positif. Mais le vêlage des icebergs participe aussi au budget total de la masse de la calotte glaciaire . La perte de vêlage est supérieur au gain de bilan de masse de surface , et le Groenland perdrait ainsi environ 200 Gt/an. Cliquez ici pour obtenir les données actualisée du site DMI (Danish Meteorological Institute).

Cela est conforme aux mesures des satellites GRACE entre 2004 et 2010 selon lesquelles, le Groenland a perdu 200 kms cube de glace par an. Cela peut paraître énorme, mais rapporté au volume de glace estimé à 3 +ou- 0,4 millions de kilomètres cubes, la perte annuelle est de l’ordre de 0,007 % seulement.
D.H. Bromwich et J.-P. Nicolas (2010) ont ré analysé les données de GRACE en les combinant à d’autres et divisent par 2 les pertes de glace du Groenland.

Une fonte exceptionnelle en 2012

Au cours de l’été, la moitié en moyenne de la surface glaciaire du Groenland fond naturellement. Habituellement, la plupart de l’eau issue de cette fonte regèle rapidement en altitude ou est retenue par les glaces des régions côtières, pendant que le reste s’écoule dans l’océan.  »
En 2012, l’ampleur de la fonte à la surface ou près de la surface a connu une hausse « brutalle » selon la NASA qui précise que même le point le plus haut de la calotte glaciaire, situé à plus de 3000 mètres au-dessus du niveau de la mer, montrait des signes de dégel.
Selon la glaciologue Lora Koenig, ce type de fonte intervient tous les 150 ans en moyenne : « la dernière ayant eu lieu en 1889, cet événement est bien au rendez-vous…mais si nous continuons à observer ce type de fonte au cours des prochaines années, ce sera angoissant » a-t-elle commenté.

L’Antarctique

La température moyenne de l’Antarctique n’a jamais cessé de baisser depuis vingt-cinq ans (A. Wendt et aL 20009). Les températures y restent négatives à longueur d’année, jusqu’à – 83° C au cœur de l’hiver.

Augmentation des glaces de mer

Selon la NASA, depuis le début des mesures satellitaires, la banquise Antarctique a augmenté de 1% par décade avec des variations d’une année sur l’autre importantes.

Ainsi en septembre 2012 et 2013 par exemple, les satellites ont observé une accélération de l’augmentation de l’étendue des glaces (alors que l’Arctique a connu une évolution contraire ces années là) »

Extension moyenne en septembre et en février (millions de km2)

  • Moyenne 1979-2000 : 18.7/2.9
  • 2012/2013 : 19,4/3.9
  • 2013/2014 : 19,8 3.8

Les glaces continentales

L’inlandsis de l’Antarctique a une superficie de 14 000 000 km², une épaisseur moyenne supérieure à 2 000 mètres et maximale de 4776 m, sur la terre de Wilkes.
La calotte glaciaire totalise 90% de la glace du monde, soit 30 millions de km³ de glace soit 2 % de l’eau terrestre, mais 75 % de l’eau douce et 90 % des glaces.
Aux pertes de glace de la petite péninsule de L’Ouest s’opposent les gains et les températures en cours de refroidissement de la plupart du grand continent glacé ; pour quel bilan ?

D’après les mesures effectuées par les satellites de la mission GRACE (dont l’objectif était de mesurer le champ de gravité de la l’erre), la perte de masse des glaces antarctiques depuis 2002 serait de quelques 100 km³ de glace par an. (Chiffre est à rapprocher 30 millions de km3 de glace du continent antarctique).

Une récente étude de la NASA (octobre 2015) montre des gains supérieurs aux pertes

Synthèse

Une étude de 2012 (Shepherd et al.) a combiné de façon “raisonnable” diverses données satellitaires des mêmes régions et donne la meilleure estimation suivante des gains et pertes de glace continentale de 1992 à 2011 :

  • Groenland: perte de 142 ± 49 gigatons;
  • East Antarctica: gain de 14 ± 43 gigatons;
  • West Antarctica: perte de 65 ± 26 gigatons;
  • Antarctic Peninsula: perte de 20 ± 14 gigatons.

La même étude calcule que la contribution de la fonte des glaces à l’élévation du niveau de la mer depuis 1992 à 0.59 ± 0.20 millimètres par année en moyenne pour un total of 11 millimètres depuis 1992.

Des causes naturelles ?

 

Retrait des glaciers du Sud-Est Groenlandais des années 1930-40

Chylek et al observent un niveau de la température Arctique des années 1920 à 1930 très semblable à celui qui a été observé dans la période récente. Ils ont également constaté le refroidissement des années 1945-1976 :

Télécharger leur étude : Greenland-warming-1920-1930

Nous comparons les relevés de température du Groenland de la  périodes 1995 – 2005 avec la période de réchauffement précédente (1920 – 1930).
Nous constatons que le réchauffement actuel du Groenland n’est pas sans précédent dans l’histoire récente du Groenland.

Les hausses de température dans les deux périodes de réchauffement sont d’une ampleur similaire, toutefois, le taux de réchauffement en 1920 – 1930 était d’environ 50% supérieur à celui de 1995-2005.

Une autre étude de 2004 oubliée par l’American Meteorogical Society étudie le réchauffement de l’Arctique commencé dans les années 1920 et qui a duré près de deux décennies : dans la période de 1930-40, l’anomalie moyenne de température pour la zone 60 ° -90 ° N était d’environ environ 1,7 ° C.

Un article dans Nature geoscience (juin 2012) intitulé « Une vue aérienne des fluctuations liées au climat des glaciers du Sud-Est Groenlandais durant 80 ans » témoigne de ce qui s’est passé au Groenland durant les 50 années qui ont précédé l’ère satellitaire.

Il s’agit de photos aériennes de l’état des glaciers de la côte Sud-Est du Groenland exhumés des archives de la septième expédition de Thulé dirigée à l’époque (à partir de 1932), par le Dr. Knud Rasmussen.
Ces documents montrent que de nombreux fronts de glaciers ont subi dans les années 1930 un recul d’une ampleur comparable à celle de l’actuel au sud-est du Groenland.

Cette période chaude dura du début des années 1930 au début des années 1950, et se manifesta, tant dans l’air que dans l’océan, des températures anormalement élevées.

Plus intéressant encore, les deux périodes de recul ont été interrompues par une période d’avancée généralisée, de 1943 à 1972. Les glaciers du Groenland semblent osciller sur une durée d’environ un siècle.

…Notamment, nos découvertes montrent que les variations des glaciers forcées par le climat à l’échelle décennale ne se limitent pas au grand Glacier Helheim, mais que la plupart des glaciers le long de la côte sud-est ont suivi une tendance au recul similaire.

Parmi tous les glaciers, 35% présentent des vitesses de retrait plus élevées durant les années 1930, et 20% montrent des vitesses de recul similaires. Pour les glaciers se terminant sur terre, 42% étaient plus rapides au cours des années 1930 et 33% similaires.

A propos des évènements de l’année 2012

Le 18 septembre 2012, la NASA publiait sur son site la nouvelle suivante (accompagnée d’une vidéo) :

« Un cyclone sur l’Arctique démembre la glace de mer
Une puissante tempête a ravagé la couverture glacée de la mer arctique en Août 2012. Les vents du puissant cyclone Arctique ont brisé la couverture glacée en voie d’amincissement de l’Océan Arctique au début du mois d’août 2012. La tempête a probablement contribué à la diminution de la calotte glaciaire jusqu’à son extension la plus faible des trois dernières décennies ».

Hubert Gallée chercheur au CNRS fait le commentaire suivant à  propos de la fonte inhabituelle des glaces du Groenland en 2012 (cf. NO 30-07-2012)
… Ce dont on est sûrs, en revanche, c’est que ces fontes des glaces sont dues à un changement de circulation atmosphérique dans la région arctique. On constate que la NAO (North-Atlantic Oscillation, soit oscillation nord-atlantique), qui calcule la différence de pression entre Reykjavik, en Islande, et Lisbonne, au Portugal, est négative depuis début juin, ce qui entraîne un été chaud sur le Groenland et paradoxalement un été pourri sur l’Europe du nord. Mais l’on ne sait si cela est dû au réchauffement climatique ou à des variations naturelles.

Chylek et al (2009),  l’alternance de périodes plus chaudes et plus froides se corrèle de façon frappante à l’Oscillation Atlantique Multi décennale AMO

Stabilité des températures arctiques en été, grande variabilité en hiver

Comme le montre la courbe établie par le DMI (Danish Meteorological Institute) depuis 1958, on observe une remarquable stabilité des températures arctiques en été, et une grande variabilité en hiver.

Le climatologue Richard Linzen fournit l’explication suivante : en été, quand il y a la lumière du soleil, les températures sont, en grande partie, déterminées par l’équilibre radiatif local. En revanche, pendant la nuit d’hiver, les températures seraient encore plus froides qu’elle ne le sont s’il n’y avait pas le transport de chaleur venant des latitudes plus basses. Ce transport se fait par des convections turbulentes ou des tempêtes. La compréhension des températures de l’arctique doit impliquer la compréhension de la raison pour laquelle ces tempêtes pénètrent en arctique de manière erratique.

températures arctique

Arctic Temperatures : Daily Mean Temperatures North of 80 degree North (Source :  DMI)

Richard Lintzen conclut : « Au vu du comportement des températures estivales, le CO2 n’est pas, de manière évidente, un facteur déterminant».

Conférence donnée de R. Lintzen (10 février 2010) au FermiLab (laboratoire des hautes énergies US)intitulée :  » La curieuse question du réchauffement climatique » – ()

Novembre 2016 : pic de chaleur en Arctique

En novembre 2016, l’arctique a connu un pic de températures qui a défrayé la chronique pendant plusieurs jours; Le Monde du 24 novembre titrait : « En Arctique, la température excède la normale de 20 °C« . Le site danois DMI montre en effet l’ampleur du phénomène, même s’il n’a duré que quelques jours.

meant_2016

Le site National Snow & Ice Data Center fournit à propos de cette « anomalie » les explications suivantes :

Poursuivant une évolution amorcée en octobre, les températures de l’air de novembre étaient bien au-dessus de la moyenne sur l’océan Arctique et le Canada. Les températures de l’air au niveau 925 hPa (environ 2 500 pieds au-dessus du niveau de la mer) étaient supérieures à la moyenne de 1981 à 2010 sur l’ensemble de l’océan Arctique et localement jusqu’à 10 degrés Celsius au-dessus de la moyenne près du pôle Nord.
Cela contraste nettement avec l’Eurasie du Nord, où les températures étaient de 4 à 8 degrés Celsius en dessous de la moyenne. Des records d’enneigement ont été signalés en Suède et en Sibérie au début du mois.
En automne et en hiver, une activité cyclonique typique se développe en partant de l’Islande, à travers la mer de Norvège jusque dans la mer de Barents. En novembre 2016, un courant inhabituel s’est mis en place et les tempêtes ont plutôt eu tendance à pénétrer dans l’océan Arctique à travers le détroit de Fram (entre le Svalbard et le Groenland). Cela a provoqué un vent du sud dans le détroit de Fram, l’Arctique d’Eurasie et la mer de Barents et explique une partie de la chaleur inhabituelle sur l’océan Arctique. Le vent a également contribué à pousser la glace vers le nord et permet d’expliquer pourquoi la glace de mer dans la mer de Barents a reculé en novembre.
Les températures des mers de Barents et Kara sont demeurées exceptionnellement élevées, ce qui a également contribué à prévenir la formation de glace. Ces températures élevées de surface de la mer sont le résultat de l’eau chaude de l’Atlantique circulant sur les mers de plateau continental de l’Arctique.

La bascule polaire

On observe une évolution de l’arctique et de l’antarctique en opposition de phase (les anglo saxons parlent de «seesaw» pour désigner cette « bascule »).

Il a été démontré par l’analyse des carottes de glace que ce phénomène concernait les  2 dernières périodes glaciaires :

Sur la base des analyses d’une nouvelle carotte de glace forée par le consortium européen TALDICE au site de Talos Dôme en Antarctique (secteur de la mer de Ross), les chercheurs de ce consortium viennent de démontrer que la dernière transition glaciaire-interglaciaire a connu, comme la période glaciaire précédente, le phénomène dit de bascule climatique caractérisé par une évolution synchrone mais opposée des climats des deux pôles. Leurs analyses révèlent par ailleurs des différences régionales significatives dans les vitesses de réchauffement observées aux sites de forage antarctiques selon qu’ils font face aux secteurs atlantiques ou indiens de l’océan Austral. Cette étude a été mise en ligne en avant-première le 5 décembre sur le site internet de Nature Geoscience.

(source : http://www.insu.cnrs.fr/environnement/climats-du-passe/bascule-climatique-bipolaire-enregistree-dans-les-carottes-de-glace-a)

Cette bascule se traduisait soit par des réchauffements rapides et intenses du Groenland alors que l’Antarctique commençait à se refroidir, soit par des réchauffements graduels de l’Antarctique alors qu’il faisait particulièrement froid au Groenland.

L’interdépendance entre les climats des deux pôles est vraisemblablement due à des bouleversements dans la circulation océanique atlantique.

Voir aussi  :

Nature 444, 195-198 (9 November 2006) | doi:10.1038/nature05301; Received 26 May 2006; Accepted 22 September 2006

One-to-one coupling of glacial climate variability in Greenland and Antarctica (http://www.nature.com/nature/journal/v444/n7116/abs/nature05301.html)

La bascule polaire au 20ème siècle

Tout au long du XXème siècle il a été observé que quand l’antarctique se refroidit, l’arctique se réchauffe et vice-versa; l’Oscillation Multidécennale Atlantique (AMO) serait la cause de ce couplage.

Une équipe de chercheurs américains, canadiens et du royaume-uni a monté que ce basculement pourrait être responsable d’au moins la moitié du réchauffement de l’Arctique : 

Chylek et al : Twentieth century bipolar seesaw of the Arctic and Antarctic surface air temperatures

Ils montrent des séries temporelles de la température de l’Arctique et de l’Antarctique fortement anticorrélées pendant le XXème siècle.

En conséquence, nous suggérons qu’il est possible que l’Océan Atlantique constitue le lien cohérent qui conduit à des changements climatiques de phases opposées, à l’échelle multidécennale, de ces deux régions polaires. De plus nous suggérons que la variabilité océanique a contribué au moins autant au récent réchauffement de l’Arctique que la concentration de l’atmosphère en gaz à effet de serre (GES).

(a) : Séries temporelles de température corrigées :

  • de l’Arctique (en bleu )
  • de l’Antarctique (en rouge ).

Les données sont lissées avec une moyenne glissante sur une durée de 11 ans (lignes fines) et de 17 ans (lignes épaisses).

A noter que les axes des ordonnées sont graduées en Kelvin (ou °C). Les courbes représentent les variations dT (les « anomalies ») par rapport à une température de référence.

bascule poles
(b) Les valeurs annuelles de indice de l’AMO [d’après Parker et al., 2007] (ligne fine) et la moyenne glissante sur 17 ans (ligne épaisse).

 Sites de référence

http://www.osi-saf.org
 http://osisaf.met.no/p/ice_extent_graphs.php
http://saf.met.no/p/ice/nh/edge/imgs/
https://nsidc.org/cryosphere/sotc/sea_ice.html
http://neptune.gsfc.nasa.gov/csb/index.php?section=234http://beta.dmi.dk/en/groenland/maalinger/greenland-ice-sheet-surface-mass-budget
http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/CryoSat/Sea_ice
http://nsidc.org/data/seaice_index/images/daily_images/S_stddev_timeseries.png
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