Pendant des années, les scientifiques ont mis en garde contre un soi-disant "point chaud" d'élévation accélérée du niveau de la mer le long de la côte nord-est des États-Unis. Mais modéliser avec précision cette accélération ainsi que les variations de l'élévation du niveau de la mer d'une région à l'autre s'est avéré difficile.

Maintenant, un article à paraître dans Geophysical Research Letters propose le premier modèle complet pour comprendre les différences d'élévation du niveau de la mer le long de la côte est de l'Amérique du Nord. Ce modèle intègre des données non seulement de la pression atmosphérique et de la dynamique océanique—courants changeants, la hausse des températures et de la salinité des océans influence toutes le niveau de la mer, mais aussi, pour la première fois, changement de masse de glace au Groenland et en Antarctique. Les chercheurs affirment que leur modèle soutient un consensus croissant selon lequel l'élévation du niveau de la mer a commencé à s'accélérer en 1990 et que ce qu'ils ont trouvé améliorera les estimations de l'élévation future du niveau de la mer au niveau local.

"Beaucoup de gens recherchent l'accélération du niveau de la mer et ont du mal à la trouver, " a déclaré James Davis, co-auteur de l'article et professeur et chercheur à l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty. "Le fait que nous puissions bien modéliser cela semble indiquer que ce que nous mesurons est correct."

Davis a travaillé avec l'océanographe Nadya Vinogradova, fondateur du Cambridge Climate Institute dans le Massachusetts, sur le projet de modélisation de l'élévation du niveau de la mer. Leur modèle, qui incorporait des hypothèses selon lesquelles l'accélération de l'élévation du niveau de la mer avait commencé dans les années 1990 et pas avant, prédit avec précision les variations de l'élévation du niveau de la mer le long de la côte est de l'Amérique du Nord qui ont été observées dans les données marégraphiques depuis plus d'un demi-siècle.

Des recherches récentes indiquent que le niveau moyen mondial de la mer, ou la hauteur moyenne des océans du monde, a augmenté de 3 millimètres par an en moyenne depuis 1993, lorsque les satellites ont commencé à le mesurer. Mais le long de la côte est des États-Unis au nord du cap Hatteras, les taux d'élévation du niveau de la mer se sont avérés trois à quatre fois supérieurs à la moyenne mondiale sur certaines périodes.

Des recherches publiées en 2014 ont été essentielles au modèle construit par Davis et Vinogradova qui, pour la première fois, ont mesuré l'accélération de la fonte des glaciers au Groenland et en Antarctique à l'aide des données du satellite GRACE de la NASA. Un autre élément essentiel a été l'ajout de la modélisation de la dynamique des océans du GECCO2 de l'Université de Hambourg qui, bien que faible résolution par rapport aux modèles plus actuels, leur a permis de regarder une chronologie remontant à 1948. les modèles à plus haute résolution ne remontent pas plus loin que 1990.

Les chercheurs ont combiné les modèles GRACE et GECCO2 avec les données de pression atmosphérique et les ont comparés aux enregistrements des marégraphes de la côte Est, qui mesurent le niveau réel de la mer sur le rivage et sont abondants et de haute qualité pendant une grande partie du 20e et du début du 21e siècle.

Davis et Vinogradova ont découvert que les contributions à l'océan provenant de la fonte de la calotte glaciaire du Groenland ont en fait tendance à accélérer l'élévation du niveau de la mer le long de la partie sud de la côte est des États-Unis, au sud de la latitude 35◦, en partie à cause d'une force appelée auto-attraction gravitationnelle et charge élastique. Bien que la glace fondue ajoute du volume aux océans, il provoque également la chute du niveau de la mer le plus proche d'un glacier fondu en raison d'une baisse de l'attraction gravitationnelle due à la perte de masse, appelée auto-attraction gravitationnelle. La perte de masse de glace fait également monter la terre qui se trouvait sous cette glace, et abaisse le fond du bassin océanique environnant, ce qu'on appelle le chargement élastique.

En revanche, la dynamique changeante des océans est responsable de l'élévation accélérée du niveau de la mer le long de la partie nord de la côte, au nord de la latitude 40◦. Par exemple, un afflux d'eau douce de la fonte glaciaire du Groenland vers l'Atlantique nord voisin, ainsi que la hausse des températures océaniques dans l'Atlantique Nord, affaiblissent un système de courant établi appelé circulation méridienne de renversement de l'Atlantique, qui entraîne le Gulf Stream. Typiquement, le Gulf Stream abaisse le niveau de la mer le long de la côte, alors que ce courant faiblit, le niveau des mers rebondit. Pendant ce temps, des températures océaniques plus élevées font monter le niveau de la mer en augmentant la colonne d'eau.

Davis et Vinogradova ont choisi de se concentrer sur l'accélération de l'élévation du niveau de la mer spécifiquement pour éviter le problème de mesurer avec précision ce que l'on appelle le rebond post-glaciaire. Le rebond post-glaciaire est le changement de forme continu de la surface de la Terre qui se produit après qu'elle se soit libérée du fardeau des montagnes de glace glaciaire, un processus qui a commencé en Amérique du Nord à la fin de sa dernière ère glaciaire 16, il y a 000 ans. (Ces changements se produisent très lentement sur de longues périodes, contrairement au chargement élastique, qui est quasi-instantané et "élastique.")

Comme pour le chargement élastique, le rebond post-glaciaire peut faire gonfler le sol ou le fond marin à certains endroits et s'enfoncer dans d'autres, ce qui peut changer la relation entre le niveau de la mer et la terre. Le rebond post-glaciaire a été le principal contributeur au changement du niveau de la mer pendant une grande partie du 20e siècle le long de certaines parties de la côte est, de la baie de Chesapeake à New York ainsi qu'au nord du Maine. Mais les accélérations à court terme ont tendance à être moins sensibles aux changements comme le rebond post-glaciaire qui se produisent sur des échelles de temps de milliers d'années, dit Davis.

Davis a déclaré que même si les résultats de leur modélisation soutiennent l'idée que l'élévation du niveau de la mer s'est accélérée au cours des 25 dernières années, ça ne veut pas dire que ça va continuer. "Ce que nous voyons est grand, " a déclaré Davis. " Mais il n'y a rien dans ce document qui dit, 'Oh, J'ai découvert l'accélération et nous allons tous nous noyer maintenant. Vous ne pouvez pas prédire l'avenir." Il existe de nombreuses sources de rétroaction dans le système que les scientifiques ne comprennent toujours pas, il a dit.

Toujours, Davis a suggéré que les résultats pourraient servir d'outil pour les gouvernements locaux. "Supposons que vous soyez maire de Miami et que vous entendiez que les projections de la fonte des glaces du Groenland soient fausses, et ils vont être beaucoup plus importants au siècle prochain. Vous devez vous inquiéter beaucoup plus que si vous êtes maire de la Nouvelle-Écosse. Mais alors, si vous parlez de courants océaniques, c'est retourné, " a déclaré Davis. " Où que vous viviez, vous ne pouvez pas simplement vous fier à ces rapports [du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat] qui disent que l'élévation du niveau de la mer dans le monde est un chiffre."