Des chercheurs travaillant sous la direction de l'Université technique de Munich (TUM) ont effectué les premières mesures précises et complètes de l'élévation du niveau de la mer dans la mer Baltique et la mer du Nord. Une nouvelle méthode permet désormais de déterminer les changements du niveau de la mer avec une précision millimétrique même dans les zones côtières et en cas de couverture de glace de mer. Ceci est d'une importance vitale pour la planification des mesures de protection.

Pour les milliards de personnes qui vivent dans les zones côtières, L'élévation du niveau de la mer provoquée par le changement climatique peut constituer une menace existentielle. « Pour protéger les personnes et les infrastructures, par exemple en construisant des structures de protection contre les inondations, sécuriser les ports ou rehausser les digues, nous avons besoin de prévisions fiables sur l'évolution du niveau de la mer, " explique le Pr Florian Seitz, le directeur de l'Institut allemand de recherche géodésique de TUM. "Toutefois, cela nécessite des données précises avec une haute résolution spatiale. Et jusqu'à maintenant, la couverture étendue requise n'était pas disponible."

Surtout près des côtes, où tant de villes, ports, des installations industrielles et des zones résidentielles sont situées - la qualité des données collectées par les satellites radar en orbite autour de la Terre pendant des décennies a été compromise par des rapports signal/bruit élevés. La raison :Montagnes, les baies et les îles au large dispersent les signaux et déforment les échos réfléchis. Un autre problème est la glace de mer, qui couvre des parties des océans en hiver, et est impénétrable au radar.

Dans le projet Baltic Sea Level (Baltic SEAL), une équipe de chercheurs de TUM a travaillé avec des partenaires internationaux pour développer des algorithmes permettant de traiter les données de mesure des satellites radar afin de permettre des mesures précises et à haute résolution des changements du niveau de la mer, même dans les zones côtières et sous la banquise.

Pénétration de la glace et des îles avec radar

Les chercheurs ont choisi la mer Baltique comme région modèle :« Les données de cette région sont particulièrement adaptées au développement de nouvelles méthodes car de multiples facteurs rendent l'analyse difficile :la forme complexe du littoral, glace de mer et vent. À la fois, il existe de nombreuses mesures locales du niveau de la mer pour corroborer les résultats, " explique le chef de projet Dr. Marcello Passaro. " Une méthode analytique qui fonctionne dans la mer Baltique peut être facilement adaptée à d'autres régions. "

Pour gérer des centaines de millions de mesures radar prises entre 1995 et 2019, l'équipe a développé un processus en plusieurs étapes :dans la première étape, ils ont calibré les mesures des différentes missions satellitaires afin qu'elles puissent être combinées. Avec des algorithmes spécialement développés, ils ont ensuite pu détecter les signaux de l'eau de mer recouverte de glace dans les réflexions radar produites le long des fissures et des fissures. Cela a permis de déterminer le niveau de la mer pour les mois d'hiver. Avec de nouvelles méthodes de calcul, ils ont également obtenu une meilleure résolution des échos radar près de la terre.

Par conséquent, il est désormais possible de mesurer le niveau de la mer dans les zones côtières et de comparer les résultats avec les relevés locaux des marées. Les données traitées ont ensuite été ajustées à une grille fine avec une résolution de 6 à 7 km à l'aide d'un algorithme développé par l'équipe. Le résultat :Un ensemble de données très précises couvrant toute la région.

Les plus fortes élévations du niveau de la mer se produisent dans la baie de Botnie

L'analyse de ces données pour la mer Baltique montre les effets régionaux de l'élévation du niveau de la mer au cours du dernier quart de siècle :Le niveau de la mer s'est élevé à un rythme annuel de 2 à 3 millimètres au sud, sur les côtes allemandes et danoises, contre 6 millimètres au nord-est, dans la baie de Botnie. La cause de cette forte montée :Des vents forts du sud-ouest qui poussent les eaux vers le nord et vers l'est. Cette augmentation supérieure à la moyenne du niveau de la mer ne constitue pas une menace pour les habitants du littoral, cependant, parce que la terre a augmenté depuis la fin de la dernière période glaciaire—actuellement à un taux annuel allant jusqu'à 1 cm.

"Grâce aux nouveaux processus d'analyse et de combinaison des données radar, nous sommes maintenant en mesure d'arriver à des conclusions précises et fiables sur les changements du niveau de la mer au cours des dernières décennies pour d'autres régions côtières également, " ajoute le Dr Denise Dettmering. Le chercheur a également créé un ensemble de données complet pour la région de la mer du Nord :le niveau de la mer y monte de 2,6 millimètres par an, et de 3,2 millimètres dans la German Bight. Les tendances locales peuvent être déterminées à l'aide de l'ensemble de données et du manuel d'utilisation, tous deux accessibles gratuitement en ligne. "Avec les données, les chercheurs peuvent vérifier leurs modèles climatiques, par exemple, et les pouvoirs publics peuvent prévoir des mesures de protection adaptées, " dit le Dr Seitz.