Xavier Fettweis1 et Frank Pattyn2

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1 Calottes glaciaires et niveau marin Xavier Fettweis1 et Frank Pattyn2 1 Université de Liège (ULg) 2 Université Libre de Bruxelles (ULB) Académie Royale de Belgique Photo: Côte Belge, Noël /31

2 Plan 1. Niveau marin 2. Groenland vs Antarctique 3. Bilan de masse 4. Climat présent 5. Projections futures 6. Conclusions Référence : IPCC 2013 : Climate Change 2013: The Physical Science Basis Photo : Zone d'ablation, Groenland 2/31

3 Cryosphère Introduction 0 C Température L'état de la cryosphere est liée à la Position (altitude) de la température seuil de 0 C! Photo : Zone d'ablation, Groenland 3/31

4 1. Niveau marin Niveau des mers observés (m) Hausse observée du niveau marin depuis 1900 : ~20 cm Expansion thermique : ~ 40 % Glaciers : ~25 % Groenland : ~15 % Antarctique : ~10 % Barrages, : ~10 % IPCC 2013 (AR5, WG1, Fig 13.3) 4/31

5 1. Niveau marin Hausse observée du niveau marin : non uniforme! Changements de hauteur de la surface de la mer de 1993 à 2012 à l'aide de l'altimétrie satellitaire (en mm/an) marégraphe niveau global l IPCC 2013 (AR5, WG1, FAQ 13.1, Fig 1) 5/31

6 2. Groenland vs Antactique Pôle Nord Arctique Groenland (3 x la France) Svalbard (1 x Belgique) Pôle Sud - Antarctique Banquise (glace de mer) Antarctique (20 x la France) 6/31

7 2. Groenland vs Antactique La fonte de la glace de mer ne contribue pas à la hausse du niveau marin. 7/31

8 2. Groenland vs Antactique Climat plus chaud au Groenland qu'en Antarctique T2m JJA T2m DJF Données : ERA-Interim ( ) Température moyenne en été à 2m : JJA pour l'arctique et DJF pour l'antarctique ( C) 8/31

9 2. Groenland vs Antactique Climat plus humide au Groenland qu'en Antarctique Données : NCEP-NCAR v2 ( ) Précipitation annuelle moyenne (mm/an) (Bruxelles : ~ 800mm/an) 9/31

10 3. Bilan de masse Bilan de masse en surface (BMS) ~ chute de neige fonte (Groenland) chute de neige érosion par le vent (Antarctique) Groenland Antarctique Zone d'accumulation chute de neige ++ (BMS >0) Ligne d'équilibre (BMS = 0) Zone d'ablation fonte ++ (BMS <0) - Zone d'ablation + + Zone d'accumulation Océan + - Océan Socle rocheux 10/31

11 3. Bilan de masse Bilan de masse en surface au Groenland Zone d'accumulation (en mm/an) (albédo ~ 70-80%) Zone d'ablation (albédo 30-50%) Données : MAR forcé par ERA-Interim 11/31

12 3. Bilan de masse Zone d'ablation au Groenland Glace nue "sale" Bédière Ian Joughin, EGU 12/31

13 3. Bilan de masse Bilan de masse en surface de l'antarctique (en mm/an) Moins d'accumulation et pas de zone d'ablation Données : MAR forcé par ERA-Interim 13/31

14 3. Bilan de masse Bilan de masse total (BMT) ~ BMS icebergs (Groenland) BMS icebergs fonte à la base (Antarctique) Calotte à l'équilibre si BMT ~ 0 Groenland Antarctique Plateformes glaciaires flottantes icebergs - Zone d'ablation + + Zone d'accumulation Océan - Océan Socle rocheux + Fonte par en-dessous 14/31

15 3. Bilan de masse Alt : ~900m Alt : ~600m Alt : ~300m Glacier du Pied de l Éléphant (Nord-Est du Groenland) 15/31

16 3. Bilan de masse Plateformes glaciaires en Antarctique /31

17 4. Climat présent Anomalies de température ( C) Quels sont les changements sur les 30 dernières années? Groenland été Svalbard été Global annuel Antarctique été Anomalie de température à 2m par rapport à ( C) Données :ERA-Interim 17/31

18 4. Climat présent Augmentation de l'étendue et de la durée de la saison de fonte et 2013! Nbr de jours de fonte par an détecté par les satellites Fettweis et al. (TC, 2011) 18/31

19 4. Climat présent Evolution du BMS de la calotte du Groenland x 2012 Anomalies de BMS (GT/an) Fonte x 2013 Chute de neige BMS Anomalie de BMS de la calotte du Groenland par rapport à (GT/an) (360 GT ~ 1 mm niveau marin) Données : MAR forcé par ERA 19/31

20 4. Climat présent 2013 x Données : CRU Indice NAO = différence de pression entre l'islande et les Acores. NAO < 0 NAO > 0 D A NAO < 0 : temps anticyclonique sur le Groenland (chaud et sec) NAO > 0 : temps dépressionnaire sur le Groenland (froid et humide) 70 % de l'augmentation de la fonte au Groenland est due aux changements de circulation! Ces changements sont-ils durables?? 20/31

21 4. Climat présent Bilan de masse du Groenland (GT/an) Icebergs x 2013 BMS Bilan de masse de l' Antarctique (GT/an) x 2012 Icebergs BMS Rignot et al. (GRL, 2011) 21/31

22 4. Climat présent Changements de bilan de masse cumulé Sphered et al. (Sciences, 2013) 22/31

23 5. Projections futures Dans un climat bcp plus chaud plus de chute de neige mais plus de fonte! Groenland ( BMS ) - Zone d'ablation Antarctique ( BMS ) + + Zone d'accumulation Océan - - Océan L'augmentation de la fonte va l'emporter +1 C => neige +5% mais fonte +25% + L'augmentation des chutes de neige va l'emporter (sauf sur les plateformes glaciaires) 23/31

24 Anomalies de BMS (GT/an) Anomalies de fonte (GT/an) Projections futures de BMS au Groenland Anomalies de BMS en par rapport à (en mm/an) Anomalies de chutes de neige (GT/an) 5. Projections futures x 2013 x 2012 Fettweis et al. (TC, 2013) 24/31

25 Antarctique Groenland 5. Projections futures Emballement de l'accélération de la fonte à cause de l'extension de la zone d'ablation 1. Diminution du pouvoir réfléchissant de la calotte + de chaleur absorbée par la surface + de fonte quid des activités humaines sur l'albédo? 2. Diminution de la capacité de rétention de l'eau de fonte par la calotte - de regel + de bédières, lacs,... Les changements de BMS devrait atténuer la hausse du niveau marin!! 25/31

26 5. Projections futures Changements de topographie Groenland Antarctique Augmentation de la fonte car altitude plus basse X XX - Zone d'ablation + +?? Zone d'accumulation + - Océan Océan Retrait + amincissement Épaississement Plus d'icebergs? X Quid des platefomes? 26/31

27 5. Projections futures Différences d'altitude prévues pour 2080 Données : MAR forcé par MIRCO5-RCP85 27/31

28 5. Projections futures IPCC 2013 (AR5, WG1, Fig 13.10) 28/31

29 5. Projections futures Changements niveau marin en 2080 pour RCP45 Incertitude IPCC 2013 (AR5, WG1, Fig 13.24) 29/31

30 5. Projections futures Niveau marin (en m) après une anomalie de température de X C pendant 1000 ans Expansion thermique Groenland Glaciers Antarctique Possible irréversibilité au Groenland si T > 1-3 C Disparition du Groenland IPCC 2013 (AR5, WG1, Fig 13.14) 30/31

31 6. Conclusions Groenland - Changements dominés par la fonte. - Possible irréversibilité si le réchauffement se prolonge. => niveau des mers : + 6 m Antarctique - Changements du BMS devraient retarder la hausse du niveau marin dans un premier temps. - Par contre, quid des plateformes glaciaires? 31/31

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