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Estimation des variations de masse d'eau dans l'océan et estimation de l'expansion thermique par combinaison des données GRACE sur l'océan avec les mesures altimétriques du niveau de la mer

Par LEGOS Dernière modification 04/02/2014 10:48

 

Les données de la mission GRACE sur l'océan reflètent les variations des masses d'eaux océaniques. Moyennées géographiquement sur le domaine océanique, ces données informent directement sur la composante ‘masse d'eau' des variations du niveau de la mer (correspondant à la fonte des glaces continentales et aux variations des stocks d'eau et de neige).


La figure 1 ci-dessous montre les variations de masse d'eau de l'océan obtenues à partir des données GRACE (en rouge : géoïdes du GFZ ; en noir : géoïdes GRGS) pour la période 2002-2006. Elles correspondent exactement (mais avec un signe inverse) aux variations des stocks d'eau et de neige observée avec GRACE sur les continents.


Gravimétrie spatiale c3-fig1











Une autre application des données GRACE sur l'océan est l'estimation directe de l'expansion thermique, totalement indépendante des mesures de température de l'océan, par combinaison des données GRACE et des mesures du niveau moyen de la mer par Topex/Poseidon. En effet, la mesure du niveau de la mer par altimétrie donne accès à la somme des effets stériques (expansion thermique) et d'apport d'eau douce à l'océan (effet des glaces et eaux continentales), alors que les données GRACE sur l'océan renseignent sur la composante ‘masse d'eau' uniquement. La différence entre ces deux types de données exprimées en terme de niveau moyen de la mer donne accès à la composante stérique.


Ceci est présenté sur la figure 2 ci-dessous, qui compare l'expansion thermique estimée en combinant les données GRACE et Jason-1 (en rouge : géoïdes GFZ ; en noir : géoïdes GRGS) et l'expansion thermique calculée à partir des données in situ de températire de l'océan (en bleu : climatologie WOK04 ; en vert : données de Ishii et al., 2006). On note un bon accord entre ces deux estimations totalement indépendantes Ces résultats sont publiés dans Garcia et al. (2007) et Lombard et al., 2007).


Gravimétrie spatiale c3-fig2


Après retrait du cycle saisonnier, l'expansion thermique déduite des données Jason-1 et GRACE présente une pente positive depuis 2003, alors que les données hydrographiques in situ indiquent une pente négative (refroidissement de l'océan) (Figure 3). Un tel refroidissement apparaît quelque peu suspect car il coïncide avec l'apparition des données de température du réseau ARGO. Selon des informations très récentes, un problème instrumental sur certaines bouées ARGO pourrait expliquer une partie du refroidissement apparent. Même si ceci demande à être confirmer, on voit l'importance d'observations indépendantes, telles celles fournies par GRACE et Jason-1.


Gravimétrie spatiale c3-fig3

Figure 3 : Courbe du haut : hausse observée du niveau de la mer par Topex et Jason (en bleu).
Courbe intermédiaire : contribution de la composante masse d'eau, d'après GRACE (courbes noire et rouge correspondant aux géoïdes GRGS et GFZ)
Courbes du bas : expansion thermique d'après les données in situ (en vert) et par combinaison Jason et GRACE (courbes noire et rouge correspondant aux géoïdes GRGS et GFZ)


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