Le changement climatique en Antarctique

Les températures

De part sa position sur le globe terrestre et son relief, le continent Antarctique reste majoritairement soumis à des températures largement négatives toute l’année. En restant sous le seuil critique du point de fusion de la glace, le risque d’emballement local du réchauffement climatique n’est pas aussi grand qu’en Arctique. D’autre part, les perturbations atmosphériques qui circulent tout autour de l’Antarctique au-dessus de l’Océan Austral l’isolent assez efficacement des intrusions d’air chaud venues des latitudes tempérées.

L’Antarctique est ainsi moins exposée aux effets du réchauffement global que sa jumelle Arctique. Alors que les températures s’envolent au pôle nord, en partie à cause d’un cercle vicieux désormais bien compris (températures plus élevées -> plus de fonte de la banquise -> moins de réflexion du rayonnement solaire -> plus d’absorption de l’énergie solaire -> températures plus élevées -> etc.), les thermomètres de l’Antarctique ne montrent pas un tel emballement.

Tendances de températures en °C/décade sur la période 1958–2012. Figure tirée de Nicolas & Brunwich, 2014

Seules l’Antarctique de l’Ouest et surtout la péninsule Antarctique, plus proche de l’équateur et à l’altitude moins élevée, se sont réchauffées de 0.5°C en moyenne par décade depuis les années 60. Cependant, ce réchauffement s’est interrompu au cours de la dernière décennie. D’ailleurs, le rapport du GIEC en 2014 a bien conclu à une tendance au réchauffement de l’Antarctique, mais ne l’a relié à l’activité humaine qu’avec une confiance limitée. L’amplitude des variations naturelles du climat Antarctique est grande et il reste possible que cette variabilité explique à elle seule le réchauffement observé.

Les longues séries de données océaniques sont rares dans la région Antarctique mais un point de mesure historique en Géorgie du Sud a permis de détecter un net réchauffement des eaux superficielles. Les eaux profondes sont également concernées par un réchauffement d’environ 0.1°C par décade, plus rapide que partout ailleurs dans le monde.

La banquise

En Antarctique, la surface de la banquise atteint son maximum dans la deuxième quinzaine de Septembre (18 millions de km2) et son minimum entre fin-Février et début Mars (2,5 millions de km2). Alors que la présence du continent Antarctique empêche la formation de glace de mer au Sud de 65°S qui pourrait survivre à l’été, la mer libre entourant l’Antarctique permet à la banquise de s’étendre sans entraves vers le Nord pendant l’hiver. Ainsi, la différence de surface de la banquise entre l’été et l’hiver est nettement plus importante qu’en Arctique, où la banquise occupe majoritairement la région au Nord de 70°N.

Étendue minimale de la banquise antarctique lors de l’été 20/21, par rapport à la moyenne 1981-2010 en jaune.
Étendue maximale de la banquise antarctique lors de l’hiver 2020, par rapport à la moyenne 1981-2010 en jaune.

Schémas tirés de l’article de NOAA climate

Comme peu de banquise survit à la fonte d’été, elle est relativement peu épaisse comparée à la glace de mer pluriannuelle de l’Arctique. Il est donc plus difficile de discerner une tendance de fond sur l’épaisseur de la banquise Antarctique. De même, l’étendue de la banquise d’été restant relativement faible, elle ne change que peu d’années en années. Par contre, l’étendue maximale de la banquise en hiver est soumise à une plus grande variabilité inter-annuelle.

Évolution de l’étendue maximale de la banquise antarctique en hiver, la normale 1981-2010 est donnée en ligne pointillées bleues. Beaucoup de variations d’année en année mais pas de tendance notable. Schéma tiré de l’article de NOAA climate.

Au cours des dernières décennies, la banquise entourant la péninsule antarctique a eu tendance à perdre de la surface alors que dans le même temps, la mer de Ross orientale a vu sa banquise s’agrandir. Dans son dernier rapport sur la cryosphère, le GIEC conclut ainsi que quand on considère la totalité de la banquise antarctique, aucune tendance à long terme n’est discernable sur les données d’observation des dernières décennies. Il y a bien des changements dans l’étendue de la banquise d’année en année mais ils restent pour le moment dans la fourchette de la variabilité naturelle de la région. Par ailleurs, les projections climatiques pour la fin du XXIe siècle font état d’une diminution de l’étendue et du volume de la glace de mer, avec un faible degré de
confiance
.

La calotte glaciaire

La calotte glaciaire Antarctique est la plus grande du monde avec 4km d’épaisseur maximale et une surface de près de 14 millions de km2. Elle occupe l’entièreté du continent mais s’étend également en plate-formes glaciaires qui s’écoulent depuis les côtes au-dessus de la mer, comme la langue glaciaire du Glacier de l’Astrolabe située juste en face de la station de Dumont d’Urville. Elle grandit via l’apport de précipitations (en très large majorité neigeuses) et perd de la masse via 3 processus : la sublimation (l’évaporation de la glace), le vêlage d’iceberg dans l’océan et la fonte (à la fois à la surface et à la base des plate-formes glaciaires en contact avec l’océan).

Le glacier de l’Astrolabe, vu depuis l’île des Pétrels ©Robert Guillard / Expéditions Polaires Françaises, via archives polaires

L’établissement du budget total de la calotte glaciaire nécessite une évaluation précise des gains et pertes de glace. Bien que les moyens de mesure deviennent de plus en plus fiables et variés (simulation modèle, altimétrie satellitaire, mesures de gravité par satellite, etc…), ces variations restent encore aujourd’hui difficiles à quantifier car elles représentent une quantité de glace très faible en comparaison de la taille totale du système glaciaire Antarctique. Ainsi, il reste de la place aux débats scientifiques, en particulier sur l’évolution de la moitié orientale de la calotte.

Ceci étant dit, le consensus actuel retient deux points majeurs : la péninsule et l’Antarctique de l’Ouest perdent de la glace à un rythme de plus en plus élevé, alors que l’Antarctique de l’Est garde un bilan stable voire légèrement excédentaire. Publié en 2018 dans la revue Nature, un exercice d’inter-comparaison rassemblant 80 glaciologues met en avant une nette accélération de la fonte sur la moitié occidentale du continent sur la période 1992–2017. Selon ces estimations le rythme de perte a été multiplié par 3 entre le début et la fin de la période. Le rapport du GIEC sur la cryosphère évoque un amincissement global de 0,43 ± 0,05 mm.an–1 sur la période 2006-2015.

Estimations du rythme de changement de fonte des plate-formes glaciaires en échelle de couleur bleu-jaune-rouge (légende en bas à gauche). Ailleurs, l’anomalie de température moyenne au niveau du fond océanique est superposée à la bathymétrie. Figure tirée de Smith et al., 2019, Nature

Un risque d’accélération du mouvement des glaciers s’ajoute à la déstabilisation des plate-formes glaciaires et à la fonte basale déjà observée. En effet, de part la topologie de l’Antarctique, certains fronts glaciaires comblent des cuvettes dans le plancher rocheux et empêchent l’eau océanique de s’y infiltrer. Si la plate-forme glaciaire se désintègre, rien n’empêche plus l’eau océanique de se faufiler entre la base du glacier et la roche. Ce processus aboutit à terme à une forte accélération de l’avancée du glacier. Par exemple, la désintégration de la plate-forme Larsen B en 2002 a causé une forte augmentation de la vitesse des glaciers situés en amont. Ceux-ci se sont mis à avancer entre 3 et 8 fois plus vite qu’auparavant au cours des 18 mois suivants.

Coupe verticale schématique montrant les processus complexes de fonte basale sur les plate-formes glaciaires Antarctique. Figure tirée de l’article Smith et al., 2019, Nature

La désintégration des plate-formes glaciaires ne fait pas directement augmenter le niveau de la mer : elles flottent déjà sur l’eau et contribuent déjà à en élever le niveau. Par contre, l’accélération du flux glaciaire qui peut suivre (dans les régions qui y sont favorables) constitue elle un vrai facteur d’augmentation du niveau marin. D’après les estimations actuelles, l’accélération glaciaire observée sur la péninsule Antarctique a d’ores et déjà contribué à une élévation du niveau marin de 0.1mm. Cela peut paraître négligeable, mais les projections climatiques actuelles suggèrent fortement que cette valeur est appelée à augmenter au cours des prochaines décennies. En 2100, la contribution Antarctique à l’élévation du niveau marin est estimée entre 4 cm pour le scénario d’émissions le plus favorable (RCP2.6) et 12 cm pour le plus défavorable (RCP8.5). Il faut toutefois noter que le rythme de fonte de la calotte reste encore incertain, certains phénomènes encore mal compris pouvant l’accélérer brutalement.

Contribution projetée de la fonte de la calotte Antarctique à l’élévation du niveau de la mer au cours du siècle prochain. Détail de la figure RID.1 du résumé pour les décideurs du rapport du GIEC sur la cryosphère (2019)

En résumé

L’influence du changement climatique en Antarctique est pour le moment moins nette et plus complexe qu’en Arctique. Le réchauffement régional observé en Antarctique de l’Ouest n’est pas relié avec certitude aux activités humaines à l’heure actuelle. De même, il n’y a pas eu d’évolution majeure de la banquise australe au cours des dernières décennies. Cependant, l’océan entourant l’Antarctique se réchauffe et la plus grande calotte glaciaire du monde fond, de plus en plus vite. Ainsi, les projections climatiques actuelles suggèrent un rôle accrus de la fonte des glaciers Antarctiques dans l’élévation du niveau marin d’ici la fin du siècle.

Sources et références

One Response

  • […] L’Antarctique semblait pour le moment relativement préservée des effets du changement climat… Après le record d’extension minimale de la banquise australe établi il y a seulement quelques semaines, nous assistons probablement là, en direct, au premier évènement météo Antarctique majeur directement imputable au dérèglement global. Un long travail de statistiques va s’engager pour établir avec rigueur le rôle du réchauffement climatique dans cet épisode… Mais la séquence apparaît tellement hors-normes, que l’issue de ces calculs ne fait que peu de doute. […]

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