Ocean State Report Synthèse

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Édition 4, 2020

OCEAN STATE REPORT SYNTHÈSE

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OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

À PROPOS DE L’OCEAN STATE REPORT L’Ocean State Report est une publication annuelle du Copernicus Marine Service qui propose un rapport complet et pointu sur l’état actuel de l’océan global et des mers régionales européennes, de leurs variations naturelles et de leurs changements continus. Il est destiné à servir de rapport de référence de l’Union européenne pour la communauté scientifique, les organismes internationaux et nationaux et le grand public. À partir de données satellites, de modèles et réanalyses et de mesures in situ, le Copernicus Marine Ocean State Report donne une vision quadridimensionnelle (latitude, longitude, profondeur et temps) de l’océan bleu (comme l’hydrographie et les courants), blanc (comme la glace de mer) et vert (comme les processus biogéochimiques). Il s’appuie sur des analyses d’expert et est rédigé par plus de 100 experts scientifiques provenant de plus de 30 établissements européens. L’intégrité scientifique est garantie par un processus d’évaluation indépendante assuré par des pairs travaillant en collaboration avec le Journal of Operational Oceanography. PACIF IC O C

EAN

ARCTIC OCEAN

2

4

1 UE IQ NT LA AT AN OCÉ

7 6

N OCÉA

IEN IND

RÉGIONS COUVERTES PAR LES PRODUITS DU COPERNICUS MARINE 1

Océan global

2

Océan Arctique

3

Mer Baltique

4

Mers du plateau nord-ouest européen

5

Mer ibérique - Golfe de Gascogne - Irlande

6

Mer Méditerranée

7

Mer Noire

2

Ce document est une synthèse de la quatrième édition du Copernicus Marine Ocean State Report et met en évidence l’état actuel de l’océan global, ses variations naturelles et ses changements continus. Il s'appuie sur le cadre Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicator (OMI). Il aborde le sujet sous plusieurs angles en présentant l'état des variables océaniques clés, en examinant les changements continus de l’océan en lien avec le changement climatique, en analysant la variabilité naturelle et les événements extrêmes et en traitant des services que l’océan apporte à l’humanité. Enfin, de nouveaux outils et de nouveaux exemples de réussite du Copernicus Marine Service montrent en quoi le caractère précis et opportun des informations est fondamental pour comprendre l’évolution des mers et de l’océan et pour s’y adapter.

01

LE DÉVELOPPEMENT DURABLE ET L’OCÉAN

L'océan est un système duquel dépendent la société, l’économie durable et l’environnement - les trois piliers du développement durable. Ce chapitre étudie

l’importance de l’océan dans le cadre des Objectifs de développement durable des Nations Unies, avec des données et des informations sur l'océan à l’appui. Page 3.

02

L’OCÉAN EN CHANGEMENT

03

IMPACTS MAJEURS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE

04

L'OCÉAN QUI NOUS REND SERVICE

05

SURVEILLANCE DE L’OCÉAN AVEC COPERNICUS MARINE

Des indicateurs clés sont utilisés pour suivre de près les signes vitaux de l’océan global. Ce chapitre présente les indicateurs de Copernicus Marine utilisés pour surveiller et

L’océan subit des changements radicaux, profonds et inévitables avec des impacts majeurs sur les écosystèmes marins et l’humanité. Le Rapport spécial sur l’océan et la cryosphère publié par le GIEC et le Copernicus Marine Service Ocean State

3

5

À PROPOS DE CETTE SYNTHÈSE

Les humains dépendent fortement de l’océan s’agissant des produits, de la richesse culturelle et des services apportés par les écosystèmes marins. Ce

Le Copernicus Marine Service fournit des analyses et des prévisions océaniques pointues offrant l’opportunité inestimable de pouvoir observer, comprendre et anticiper les changements et les événements extrêmes dans

comprendre les changements déjà en cours, et explique les changements notables qui ont affecté l’océan au cours des vingt-cinq dernières années. Page 4.

Report montrent que l’océan global se réchauffe, que le niveau de la mer plus acide monte et que la glace de mer se retire. Ce chapitre présente les impacts les plus notables du changement climatique sur l’océan. Page 6.

chapitre donne un aperçu et des exemples spécifiques des services écosystémiques de l’océan et précise les variables océaniques clés qui sous-tendent ces services. Page 12.

l’environnement marin. Ce chapitre présente les avancements du Copernicus Marine Service et donne des exemples de réussite de mise en pratique de ces outils. Page 16.


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

LE DÉVELOPPEMENT DURABLE ET L’OCÉAN

L’océan est indispensable à la vie sur terre et le rôle à la fois direct et indirect qu’il joue est essentiel. Le bien-être des humains et les civilisations sont tributaires de l’océan - la survie de milliards de personnes en dépend et la valeur marchande des ressources et des industries marines et côtières est estimée à des billions de dollars américains.

L’ENVIRONNEMENT S’INSCRIT DANS TOUS LES OBJECTIFS DE DÉVELOPPEMENT DURABLE DES NATIONS UNIES

ÉCONOMIE

La santé de l’environnement est le fondement d’un avenir durable. L'infographie présentée ci-dessous donne un aperçu des Objectifs de Développement Durable (ODD) des Nations Unies montrant que l’environnement océanique est à la base du développement à la fois sur le plan économique et sur le plan sociétal.

POURQUOI L’OCÉAN EST-IL IMPORTANT ?

Services côtiers Alimentation marine Ressources naturelles & énergie

Ressources marines & côtières Commerce, expédition & transport Économie bleue durable

Commerce & navigation marine

SOCIÉTÉ

Sécurité alimentaire Adaptation & atténuation

Politique, gouvernance & atténuation Enseignement, santé publique & loisirs Sciences & innovation Événements extrêmes, dangers & sécurité

ENVIRONNEMENT

Planification urbaine & régionale Gestion des risques de catastrophes Protection environnementale Santé publique & loisirs Pollution marine, zone de décharge des déchets Gouvernance des océans & cadres juridiques Niveau de la mer Absorption & stockage du carbone Réservoir d’oxygène Courants océaniques

Surveillance du milieu polaire

Absorption et stockage de la chaleur Stockage d’eau douce

Conservation marine & biodiversité Santé des océans Climat et adaptation

Services liés à la biodiversité & à l’écosystème Glace de mer Espace océanique Système Terre

Modifications apportées d'après les travaux de von Schuckmann et al., 2020 et du Stockholm Resilience Centre.

COPERNICUS MARINE SERVICE SOUTIENT L'ÉCONOMIE « BLEUE »

à travers des données, des informations et des services, sur toute la pyramide Environnement, Société et Économie

Conditions météorologiques & températures extrêmes

3


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

L’OCÉAN EN CHANGEMENT Afin de comprendre les changements à long terme affectant l’océan, nous devons surveiller les indicateurs océaniques - variables clés utilisées pour suivre de près les signes vitaux de l’océan global. Ces indicateurs sont essentiels pour surveiller et comprendre les changements déjà en

cours et pour nous aider à nous adapter au changement climatique. Le Copernicus Marine Service est à l’écoute des besoins de la communauté internationale et fournit des mises à jour sur ces indicateurs répartis entre l’océan bleu, l’océan vert et l’océan blanc.

QUELS SONT LES INDICATEURS CLIMATIQUES MONDIAUX DE L’OMM ? Les indicateurs climatiques mondiaux de l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM) forment un ensemble de paramètres qui fournissent des informations clés pour les domaines du changement climatique les plus pertinents. INDICATEURS CLIMATIQUES MONDIAUX DE L’OMM

Température et énergie

Océan et eau

Cryosphère

OCÉAN VERT CHLOROPHYLLE-A UNITÉS : % / AN

Mer Méditerranée TENDANCE DE 1997 À 2019

+0,21

Mer Noire TENDANCE DE 1997 À 2019

−1,33 ±1,01 % / AN

±0,87 % / AN

Océan Atlantique Nord TENDANCE DE 1997 À 2019

+0,17

UNITÉS : pH / AN TENDANCE DE 1985 À 2018

Océan global

+0,85

−0,82 ±0,01 % / AN

−0,0016

+0,71

−0,80

±0,16 % / AN

Superficie totale des îles du Pacifique TENDANCE DE 1997 À 2018

±0,002 % / AN

−0,70 ±0,001 % / AN

INVENTAIRE DE L’OXYGÈNE

Océan et eau

Contributions à : Eurostat / EEA en soutien à l’ODD 14

Océan Arctique TENDANCE DE 1997 À 2019

±0,68 % / AN

Îles du Pacifique occidental Îles du Pacifique central TENDANCE DE 1997 À 2018 TENDANCE DE 1997 À 2018

±0,01 % / AN

ACIDIFICATION DES OCÉANS

Mer Baltique TENDANCE DE 1997 À 2019

UNITÉS : MOL/M2 / AN TENDANCE DE 1955 À 2017

Mer Noire

−0,15 ±0,02 MOL/M2 / AN

±0,0006 pH UNITÉS / AN

À mesure que le pH baisse, l’acidification des océans augmente.

OCÉAN BLANC ARCTIQUE ÉTENDUE DE LA GLACE DE MER UNITÉS : KM2 / DÉCENNIE

TENDANCE DE 1979 À 2018

−520 000

ANTARCTIQUE ÉTENDUE DE LA GLACE DE MER UNITÉS : KM2 / DÉCENNIE

±30 000 KM / DÉCENNIE

−750 000 ±60 000 KM2 / DÉCENNIE

Cryosphère

4

+120 000 ±50 000 KM2 / DÉCENNIE *

2

TENDANCE DE 1993 À 2018

TENDANCE DE 1979 À 2018

TENDANCE DE 1993 À 2018

−10 000 ±120 000 KM2 / DÉCENNIE*

* Tendance non significative sur le plan statistique


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

L’océan bleu décrit l'état physique de l’océan (température de surface de la mer, niveau de la mer, courants, vagues, vents…). L'océan bleu couvre également les mesures de contenu thermique océanique, de salinité et de densité.

L’océan vert est concerné par des processus biogéochimiques, à savoir le transfert de substances chimiques simples entre la vie océanique et l’environnement océanique. L’océan vert couvre, à titre d’exemple, les variations de la pompe à carbone biologique, les concentrations en chlorophylle-a, les nutriments océaniques et la production primaire ainsi que l'acidification et la désoxygénation des océans.

L’océan blanc fait référence au cycle de vie de tout type de glace flottante dans les régions polaires. Les indicateurs pour l’océan blanc incluent l’étendue, le volume et l’épaisseur de la glace de mer en mer Baltique, dans l’océan Arctique et dans l’océan Antarctique.

OCÉAN BLEU TEMPÉRATURE DE SURFACE DE LA MER UNITÉS : DEGRÉS CELSIUS / AN TENDANCE DE 1993 À 2018

Océan global

+0,014 ±0,001 °C / AN

CONTENU THERMIQUE OCÉANIQUE (0-700 M) UNITÉS : WATTS/M2 TENDANCE DE 1993 À 2018 Océan global

+0,9

Mer Méditerranée

Mer Noire

+0,037

Mer Baltique

+0,07

±0,002 °C / AN Îles du Pacifique occidental

+0,031

±0,006 °C / AN Îles du Pacifique central

+0,02

±0,003 °C / AN Superficie totale des îles du Pacifique

+0,01

±0,01 °C / AN

+0,02

±0,02 °C / AN

±0,01 °C / AN

Température et énergie

Mer Noire

+1,1

±0,1 W/M2

Superficie totale des îles du Pacifique

+1,08 ±0,74 W/M2

NIVEAU DE LA MER THERMOSTÉRIQUE (0-700 M)

Îles du Pacifique occidental

+1,55 ±1,54 W/M2

UNITÉS : MM/AN TENDANCE DE 1993 À 2018

Îles du Pacifique central

+0,85

Océan global

+1,5

±0,72 W/M2

±0,1 W/M2

Température et énergie

NIVEAU DE LA MER UNITÉS : MM/AN TENDANCE DE 1993 À 2018

Océan global

+3,3 ±0,4 MM/AN

Mer Méditerranée

+2,5 ±2,2 MM/AN

Mer ibérique - Golfe de Gascogne - Irlande

+3,3 ±2,0 MM/AN

Océan et eau

±0,1 MM/AN

Contributions à : WMO State of the Climate 2019

Mer Noire

+2,2 ±2,2 MM/AN

Îles du Pacifique occidental

+4,8 ±2,5 MM/AN

Plateau nord-ouest

+2,7 ±2,0 MM/AN

Îles du Pacifique central

+3,1

±2,5 MM/AN

Mer Baltique

+3,9 ±2,2 MM/AN

Superficie totale des îles du Pacifique

+3,5 ±2,5 MM/AN

Contributions à : WMO State of the Climate 2019

5


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

IMPACTS MAJEURS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE ACIDIFICATION DES OCÉANS : L’OCÉAN DEVIENT DE PLUS EN PLUS ACIDE

Dioxyde de carbone atmosphérique

L’océan est un grand puits pour les émissions excédentaires de CO2 d'origine anthropique. Cette absorption de carbone atténue les effets du réchauffement global mais est également à l’origine d’une menace majeure pour la vie marine - l’acidification des océans. Le pH des eaux océaniques de surface actuelles est déjà inférieur de 0,1 en unités de pH à celui enregistré à l’ère préindustrielle. Comme l'échelle de pH est logarithmique, ce changement de 0,1 unité de pH équivaut à une hausse d’environ 30 % de l’acidité océanique depuis l’ère préindustrielle.

Eau

L’acidification des océans menace les écosystèmes marins et a une incidence sur de nombreux processus biologiques. La chimie changeante des océans est particulièrement dangereuse pour les organismes calcifiés comme les mollusques et le corail.

Carbonate

Acide carbonique

Acidification des océans

pH

Niveau de la mer moyen global Unités : centimètres / an

Tendance de 1993 à 2018

8

Niveau de la mer moyen global [cm]

L'ÉLÉVATION DU NIVEAU DE LA MER CONTINUE ET S'ACCÉLÈRE

Absorbé par l’océan

Dérive TP-A corrigée (Ablain), tendance = 3,08 ± 0,39 mm an-1

6

Dérive TP-A corrigée (Watson/Dieng), tendance = 3,13 mm an-1

4

2

Dérive TP-A corrigée (Beckley), tendance = 3,12 mm an-1

0

-2 1992

1996

2000

2004

2008

2012

2016

aucune dérive TP-A corrigée, tendance = 3,35 mm an-1

Élévation du niveau de la mer en centimètres (cm) pour la période 1993-2018. Les courbes montrent différentes corrections pour une anomalie instrumentale sur l’altimètre TOPEX-A (TP-A). Les courbes en noir, rouge et vert montrent des corrections de dérive TP-A appliquées sur la base de travaux réalisés par Ablain, Watson/Dieng et Beckley, respectivement. La zone rouge ombrée montre un intervalle de confiance à 90 % pour chaque mesure et la courbe bleue représente l'absence de correction TP-A. Source : Modifications apportées d'après le WCRP Sea Level Budget Closure Group (2018) ; mention dans le Copernicus Marine Ocean State Report 4.

Réchauffement de l’atmosphère

Fonte de la glace continentale

Depuis 1993, le niveau de la mer moyen mondial s’est élevé à un rythme de 3,3 ± 0,4 mm par an. Les nouveaux calculs présentés dans la quatrième édition de l’Ocean State Report révèlent que l’élévation du niveau de la mer s’accélère, ce rythme augmentant de 0,12 ± 0,073 mm/an chaque année. Une correction de la dérive instrumentale sur la série temporelle du niveau de la mer moyen global est également abordée dans la quatrième édition de l’Ocean State Report. La connaissance de l’élévation du niveau de la mer est fondamentale car elle nous permet de mieux caractériser les conséquences de cette élévation pour les populations côtières et les zones de faible altitude.

6

Élévation du niveau de la mer

Expansion thermique des océans

Réchauffement des océans


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

L’océan subit des changements radicaux, profonds et inévitables avec des impacts majeurs sur les écosystèmes marins et l’humanité. L'élévation du niveau de la mer menace les régions côtières et les zones à faible altitude ; la progression

de l’acidification des océans menace les organismes et écosystèmes marins ; la glace de mer se retire. Des centaines de millions de personnes vivent sur les côtes et l’existence de plus de trois milliards de personnes

pH moyen annuel de l’eau de mer de surface signalé à l’échelle globale Unités : pH signalé à l'échelle globale

CHIFFRES CLÉS

Tendance de 1985 à 2018

~30 %

8,11 8,10

20-30 %

8,09 8,08

L’océan est plus acide qu’à l’ère préindustrielle

de CO2 excédentaire a été absorbé par l’océan depuis l’ère préindustrielle

8,07

INDICATEURS CLIMATIQUES MONDIAUX DE L’OMM

8,06 1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

Océan et eau

pH moyen global annuel de l’eau de mer de surface dérivé de l’Indicateur de surveillance des océans « Surface Ocean pH » montrant une tendance générale à la baisse du pH et une tendance générale à la hausse de l'acidification. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

Échelle des tendances régionales du niveau de la mer moyen Unités : Millimètres / an

OBJECTIFS DE DÉVELOPPEMENT DURABLE DES NATIONS UNIES

CHIFFRES CLÉS

Tendance de 1993 à 2018 10

60°N 5 30°N 0

1,2

Rythme d'accélération annuelle de l’élévation du niveau de la mer

3,3

Vitesse de l’élévation du niveau de la mer depuis 1993 en mm par an

±0,073 MM/AN mm / an

pHT [-]

dépend de la biodiversité marine. Ces changements forcent ainsi la population mondiale à modifier fondamentalement la façon dont elle doit coexister avec l'océan.

±0,4 MM/AN

30°S

-5

60°S -10 60°E

120°E

180°

120°W

60°W

Tendances régionales du changement du niveau de la mer de 1993 à 2018 en millimètres par an (mm an-1) montrant que le niveau de la mer s'élève sur la grande majorité de l’océan global. Source : Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicator.

INDICATEURS CLIMATIQUES MONDIAUX DE L’OMM Océan et eau

OBJECTIFS DE DÉVELOPPEMENT DURABLE DES NATIONS UNIES

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OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

IMPACTS MAJEURS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE RÉCHAUFFEMENT DES OCÉANS : HAUSSE RECORD DE LA TEMPÉRATURE DE LA MER

D'après le Rapport spécial sur l’océan et la cryosphère publié par le GIEC, il est quasiment certain2 que l’océan global ne s’est jamais autant réchauffé depuis 1970 avec l’absorption d’environ 90 % de l’excès de chaleur d’origine

2 : Le rapport spécial sur l’océan et la cryosphère publié par le GIEC utilise l’expression « quasiment certain » pour qualifier les conclusions avec une probabilité de 99-100 %.

TEMPÉRATURE DE SURFACE DE LA MER

Température de surface de la mer moyenne annuelle Unités : °Celsius

Tendance de 1993 à 2018 Océan global

1,5

Mer Baltique

1.0

Mer Méditerranée

0,5

Plateau nord-ouest

0

Mer Noire

°C

Les mers régionales européennes et l’océan global ont subi un réchauffement sur le dernier quart de cette décennie. La température de surface de la mer à l’échelle globale a augmenté à un rythme de 0,014 ± 0,001 °C par an avec un réchauffement constaté sur la majeure partie du globe. Le réchauffement sans précédent de la surface des océans se poursuit ; et les quatre dernières années sont les quatre plus chaudes jamais enregistrées. L’anomalie de la température de surface de la mer de 2018 a été inférieure aux trois années précédentes en raison des conditions froides de l’oscillation australe El Niño dans l’océan Pacifique qui sont connues pour avoir des incidences étendues à l’échelle globale.

anthropique du système climatique. Le contenu thermique océanique et la température de surface de la mer sont deux mesures importantes du réchauffement des océans. La température de surface de la mer est une variable climatologique

-0,5 -1,0 -1,5 1995

2000

2005

2010

2015

Tendances de la température de surface de la mer pour l'océan global et les mers régionales européennes de 1993 à 2018. Les unités sont exprimées en degrés Celsius par an. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

CONTENU THERMIQUE OCÉANIQUE

Anomalie du contenu thermique de l’océan global 0-700 m Unités : Joules/m2

Anomalie de la série temporelle de 1993 à 2018

4

8

2

J/m2

Le contenu thermique océanique fait référence à la chaleur absorbée par l’océan. Connaître la quantité d’énergie thermique stockée dans l’océan - et l’endroit où elle est stockée et dégagée - est essentiel pour comprendre l’état, la variabilité et les changements du système climatique de la Terre. Au cours du dernier quart de cette décennie, le gain de chaleur de l’océan global a augmenté dans la zone des 700 m sous la surface de l’océan et la chaleur a été emmagasinée dans les couches plus profondes de l’océan à des profondeurs allant jusqu’à plus de 2 000 mètres. La hausse du contenu thermique océanique contribue à hauteur de 30-40 % à l’élévation du niveau de la mer moyen global observé du fait de l’expansion thermique de l’eau de mer. Le réchauffement des océans menace également les écosystèmes marins en mettant en danger les économies et la sécurité alimentaire.

0

-2

-4 1995

2000

2005

2010

2015

Série temporelle 1933-2018 de l’anomalie du contenu thermique de l’océan global dans la zone des 700 m sous la surface de l’océan. Les unités sont exprimées en joules par mètre carré. Source : Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicator.


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

essentielle qui donne des indications sur le flux de chaleur entrant dans l’océan et sortant. Il s'agit d'une variable fondamentale pour les prédictions océaniques et climatologiques ainsi que pour la variabilité et le changement de climat. Le contenu thermique

INDICATEURS CLIMATIQUES MONDIAUX DE L’OMM

océanique représente l’énergie thermique stockée dans l’océan et est un facteur clé du bilan énergétique de la Terre, des interactions océan-atmosphère, des écosystèmes marins et du changement du niveau de la mer.

Tendances régionales de la température de surface de l’océan moyenne Unités : °Celsius / an

Température et énergie

OBJECTIFS DE DÉVELOPPEMENT DURABLE DES NATIONS UNIES

CHIFFRES CLÉS

Tendance de 1993 à 2018

0,014 °C

0,100

±0,001 °C / AN

°C/yr

0,050

Vitesse d'élévation de la température de surface de la mer par an depuis 1993

0

-0,050

-0,100

Tendances linéaires pondérées par zone (lissées sur 2 ans) de la température de surface de la mer sur la période 1993-2018 calculées à partir du produit satellitaire global de Copernicus Marine Service. Les unités sont exprimées en degrés Celsius par an. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

CHIFFRES CLÉS

Tendances du Contenu thermique de l’océan global 0-700 m Unités : Watts / m2

~90 %

Tendance de 1993 à 2018

60°N

Absorption par l’océan de chaleur d’origine anthropique

8.00 5.33

30°N

0.00

W/m2

2.67

30-40 %

Élévation du niveau de la mer causée par l’expansion thermique

-2.67 30°S

-5.33 -8.00

60°S 60°E

120°E

180°

120°W

60°W

Les estimations du contenu thermique océanique sont obtenues à partir des différences intégrées de la température mesurée et d’une moyenne de référence le long du profil vertical océanique de 0-700 m. Le changement linéaire sur la période 1993-2018 à chaque point de grille a ensuite été évalué afin d’obtenir une carte globale de la tendance du contenu thermique de l’océan régional exprimée en watts par mètre carré par an. Source : Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicator.

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OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

IMPACTS MAJEURS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE UNE ÉTENDUE DE GLACE DE MER BIEN INFÉRIEURE À LA MOYENNE

L’ARCTIQUE

Depuis 1993, l'étendue de la glace de mer de l’Arctique s’est réduite de manière significative à un rythme annuel de -750 000 kilomètres carrés (km2) par décennie. Ceci revient à perdre une surface de mer de glace équivalant à près d’une fois et demie la taille de l’Espagne tous les dix ans et représente une perte de -5,8 % par décennie de l’étendue de glace de la mer Arctique sur la période 1993-2018. La perte de l’étendue de la glace de mer d’été (septembre) correspond

INDICATEURS CLIMATIQUES MONDIAUX DE L’OMM Cryosphère

LA BALTIQUE

La couverture de glace de mer joue un rôle vital dans le cours annuel des conditions physiques et écologiques en mer Baltique. De plus, il s'agit d'un paramètre important pour la sécurité de la navigation hivernale, de nombreux navires marchands ayant besoin de l'assistance d’un brise-glace.

10

Étendue de glace de mer dans l’hémisphère nord

à 1 180 000 kilomètres carrés par décennie, soit une perte de -14,85 % tous les dix ans. La perte de l’étendue de la glace de mer d’hiver (mars) correspond à -570 000 kilomètres carrés par décennie, soit une perte de -3,42 % tous les dix ans. L'étendue de la glace de mer d’hiver maximale en Arctique en 2018 qui a été observée en mars est la seconde plus faible jamais enregistrée après celle de l’hiver 2017.

duré plusieurs mois. Toutefois, de fin 2014 à 2017, nous avons constaté une perte de près de 2 millions de mètres carrés de glace de mer. Ceci équivaut à la perte d’environ 4 fois la surface de l’Espagne en 3 ans. En 2018, l'étendue de glace de mer a très légèrement augmenté. Compte tenu de la réduction récente après des années de croissance, il est difficile d'établir une tendance fiable pour l’étendue de glace de la mer en Antarctique et il n’existe encore aucun consensus scientifique sur l'attribution éventuelle de ces récentes évolutions au changement climatique.

L’étendue de la glace de mer dans la mer Baltique varie souvent d'une année à l’autre. Au cours du dernier quart de cette décennie, l'étendue de la glace de mer a varié entre 30 000 km2 et 260 000  km2. L’étendue de la glace de mer lorsque la mer Baltique est

Moyenne de septembre

180° 150°W

L’ANTARCTIQUE Lors du dernier trimestre des années 2016, 2017 et 2018, des pertes de glace inhabituelles ont été constatées. L’année 2018 a correspondu à la seconde étendue de glace de mer la plus faible depuis 1993, la seconde seulement après celle de 2017. L’étendue de la glace de mer en Antarctique a considérablement diminué dès 2014 avec l’enregistrement d’un record historique. Entre 1979 (année du début des enregistrements de Copernicus Marine) et 2015, l’étendue de glace de mer en Antarctique a augmenté lentement mais régulièrement avec un record historique en 2014 qui a

OBJECTIFS DE DÉVELOPPEMENT DURABLE DES NATIONS UNIES

150°E

1993-2014 2018 120°E

120°W

90°W

90°E

60°W

60°E

30°W

30°E 0°

La figure montre l’étendue de glace de mer moyenne en septembre dans l’océan Arctique. La moyenne de septembre à long terme (de 1993 à 2014) est présentée en vert et la moyenne de septembre 2018 est montrée en bleu. Évaluation réalisée à partir de réanalyses océaniques. Source : Copernicus Marine Service.

Étendue de glace de mer dans l’hémisphère sud

Moyenne de septembre

0° 30°W

30°E

1993-2014 2018

60°W

60°E

90°W

90°E

120°W

120°E

150°W

150°E 180°

La figure montre l’étendue de glace de mer moyenne en septembre dans l’océan Antarctique. La moyenne de septembre à long terme (de 1993 à 2014) est présentée en vert et la moyenne de septembre 2018 est montrée en bleu. Évaluation réalisée à partir de réanalyses océaniques. Source : Copernicus Marine Service.

totalement couverte correspond à 422 000 km2, chiffre qui a été observé pour la dernière fois dans les années 1940. Le Service finlandais des glaces classe la saison des glaces en mer Baltique dans la catégorie « modérée » lorsque l'étendue est inférieure à 115 000 km2,

« grave » lorsque l’étendue est supérieure à 230 000 km2 et « extrêmement grave » lorsqu’elle est supérieure à 345 000  km2. La saison des glaces 2017/18 a été classée dans la catégorie « moyenne » avec une couverture de 38 % (160 000  km2).


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

FORMATION D’UNE POLYNIE D’EAU DE PLATEAU Au milieu de l’hiver 2018, une ouverture inhabituelle dans la glace de mer - une polynie - a été observée dans l’Arctique. Une polynie de cette envergure n'avait jamais été vue auparavant dans cette région qui est connue pour abriter des glaces parmi les plus anciennes et les plus épaisses. La glace de mer a été poussée au large par des vents de sud-est forts et chauds et une grande surface d’eaux libres a été directement

exposée à l’atmosphère. Alors que la polynie s'est refermée en l’espace d’une semaine du fait de l’effet combiné de la dérive de glace ancienne et la formation de nouvelle glace, le quatrième Ocean State Report observe des signes de faible résilience aux changements induits par ce type d’événement anormal dans l’Arctique.

Vents de terre Chaleur latente

Nouvelle glace consolidée

Formation d’eau salée Profondeur de plateau normale 100-500 m

Les mécanismes conduisant à la formation d'une eau de plateau, polynie de «chaleur latente». Modifié d'après Maqueda et al. (2004).

Étendue de glace de mer dans l’hémisphère nord Unités : Millions de km2

Tendance de 1993 à 2018 ± écart type

13,5

Eau froide très salée

Écoulement d’eau dense en aval

Moyenne

Tendance

CHIFFRES CLÉS

−750 000 KM

millions de km2

13,0 12,5

12,0

Étendue de glace de mer perdue tous les dix ans entre 1993 et 2018

11,5 11,0

10,5

10,0 9,5

1995

2000

2005

2010

2015

ESPAGNE

La figure montre l'étendue de glace de mer moyenne annuelle sur la période 1993-2018 dans l’hémisphère nord, évaluée à partir de réanalyses et exprimée en millions de kilomètres carrés (km2). La zone ombrée verte montre un écart type. Source : Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicator.

Étendue de glace de mer dans l’hémisphère sud Unités : Millions de km2

Tendance de 1993 à 2018 ± écart type

Moyenne

Tendance

14 millions km2

2

x1.5

Ceci revient à perdre une surface de glace de mer équivalant à une fois et demie la taille de l’Espagne tous les dix ans.

CHIFFRES CLÉS

−2,0 MILLIONS KM

2

d’étendue de glace de mer perdue entre 2014 et 2017

13 12 11 1995

2000

2005

2010

x4

2015

La figure montre l'étendue de glace de mer moyenne annuelle sur la période 1993-2018 dans l’hémisphère sud, évaluée à partir de réanalyses et exprimée en millions de kilomètres carrés (km2). La zone ombrée verte montre un écart type. La tendance n’est pas significative sur le plan statistique. Évaluation réalisée à partir des réanalyses du Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicator.

Ceci équivaut à la perte d’environ 4 fois la surface de l’Espagne en 3 ans.

CHIFFRES CLÉS

Étendue de la glace en mer Baltique Unités : milliers de km2

± écart type

200

2017-2018

Moyenne (1993-2014)

38 % 160 000 KM

Étendue de la glace de mer en 2017/18*

103 km2

150 100 50 0

ESPAGNE

Nov

Dec

Jan

Fev

Mar

Avr

Mai

Juin

Jui

Aou

Sep

Oct

Étendue de la glace en mer Baltique exprimée en milliers de kilomètres carrés (km2), montrant la moyenne sur 1993-2014 et la valeur pour 2017-2018. La zone ombrée verte montre un écart type. Source : Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicator.

2

Étendue de la glace de mer en 2017/18*

* c lassée dans la catégorie « moyenne »

11


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

L’OCÉAN, UN PRESTATAIRE DE SERVICES Les communautés humaines dépendent fortement des biens et services fournis par les écosystèmes marins. Toutefois, les changements affectant l’océan y compris le réchauffement des océans, l’acidification, la perte d’oxygène et l'élévation du niveau de la mer ont eu un impact sur ces écosystèmes

marins qui ont été mis à rude épreuve. Bien que tous les services écosystémiques marins soient interdépendants, ces services peuvent être répartis en quatre catégories : les services de régulation, les services de soutien, les services de culture et les services d'approvisionnement.

MARCHÉS DU COPERNICUS MARINE SERVICE Surveillance du milieu polaire

Climat et adaptation

Sciences et innovation

Services côtiers

Conservation marine et biodiversité

Politique, gouvernance et plan d'atténuation des risques

Ressources naturelles et énergie

Alimentation marine

Événements extrêmes, dangers et sécurité

Commerce et navigation marine

Enseignement, santé publique et loisirs

Serv ices côt iers

SERVICES DE RÉGULATION

Ma alimintien d enta es r ires ésea ux

Maintien de écosystèm s es

mil ieu po lair e

SERVICES DE SOUTIEN

tif tri nu lc e Cy

Les services clés sous-tendant les services de culture, d’approvisionnement et de régulation

itat Hab

Biodiversité

Réservoir d’oxygène

e Alimentation marin

OCÉAN ure Nourrit

12

n Sciences et innovatio

atté nuat ion

Lo isir se t to ur ism e

Po liti qu e, g ou ver nan ce e t

Ressources naturelles renouvelables et non : renouvelables

bio g ph éoch Ingr arm im édi ace ique ents uti s e qu t es

t ue e étiq Esth iration insp

Cette figure montre des exemples de Re sso services fournis par l’océan répartis en services urc de régulation, services de soutien, services es nat de culture et services d'approvisionnement. Le ure lles Copernicus Marine Service offre un soutien sur les et én ergie marchés bleus en lien avec chacun de ces services océaniques. Version modifiée du document Millenium Assessment 2005 et des chiffres des services écosystémiques de World Ocean Review.

ent Enseignem

in ar m on ati vig na et

e

Les avantages non matériels tirés des océans pour le bien-être humain

Iden tité cult urel le

on igi rel et lité ua irit Sp

rce me Com

rt po ns rt a de ies Vo

Les produits et biens issus des océans qui peuvent être directement utilisés par les humains

SERVICES DE CULTURE

isi rs

SERVICES D'APPROVISIONNEMENT

Maté riels et pr o biotiqduits ues

et au e l’e ment d ge ne cka ion Sto provis ap

Gestion d urable

marine et biodiversité rvation Conse

Les avantages que l’effet de régulation des océans et de leurs écosystèmes apportent aux humains

Surv eilla nce du

ans océ es éd nt Sa

ux 'ea et ir d ces ion rvo ou ut se d trib Ré dis re

Ino nd a éro tion sio / t n, p em ro pê de tecti tes, s c on ôte s Régu quali lation té de de la l’eau de l'a et ir

e et Stockagn du tratio séques carbone

ts en m e n

rité écu et s s r ge dan es, m ê r ext

ue atiq e clim miqu tion her ula et t Rég

Év é

adaptation Climat et

P / p rodu ho ctio tos n yn pri thè ma se ire

Santé des océans

t lo ee u q bli pu té n , sa ent em n g ei Ens


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

QU’EST-CE QUE C’EST ? La production primaire des océans correspond à la synthèse de carbone organique par des organismes dans les océans. La production primaire océanique fournit l’énergie requise pour soutenir des réseaux alimentaires marins entiers et constitue la base de tous les écosystèmes marins. La principale source de cette énergie est le rayonnement solaire qui entraîne l'absorption de dioxyde de carbone dissous par photosynthèse. La production primaire soutient toute la vie marine et joue un rôle clé dans le cycle de carbone de la Terre.

Ma alimintien d enta es ré ires seau P x / p rodu ho ctio tos n yn prim thè a se ire

stration et séque carbone Stockage du

e qu e ati u m iq cli erm ion th lat et gu Ré

PRODUCTION PRIMAIRE

RV SE VIS RO D'APP

PRODUCTION PRIMAIRE

IO ICES NN EME NT

COMMENT EST-ELLE ESTIMÉE ?

SE C DE

ent Enseignem

La couleur de l’océan mesurée par les satellites est une variable indicative pour la mesure de chlorophylle-a dans l’océan. Ce pigment produit par des plantes vertes peut servir à son tour à estimer les concentrations de phytoplanctons et les taux de production primaire. Les phytoplanctons sont les algues microscopiques qui forment la base de la chaîne alimentaire marine et sont des acteurs clés dans la production primaire. Les innovations en termes d’observation par satellite ont permis aux mesures de couleur de l’océan de révéler les concentrations de différents types de phytoplancton sur la base de leurs propriétés réflectives.

Biodiversité

R ULVICE TU S RE

DE RSERV ÉG U

S ICETIEN U

ES ION IC LAT

ure Nourrit

tif tri nu lc e Cy

DE SERV SO

Cette figure montre des services écosystémiques marins et la façon dont ils peuvent être liés à la surveillance de la production primaire.

POURQUOI EST-CE IMPORTANT ? Outre le fait d’être la base des réseaux alimentaires océaniques, la production primaire actionne la pompe à carbone biologique et contribue à l’absorption de carbone par fixation de CO2. Elle sert également de variable représentative pour la nourriture éventuellement à disposition des organismes situés plus haut dans les réseaux alimentaires marins et peut ainsi servir d’indicateur pour les stratégies de gestion de la pêche comme la Politique commune de la pêche dans l’Union européenne.

QU'AVONS-NOUS OBSERVÉ ? Les observations par satellite de Copernicus Marine Service montrent que, sur une échelle globale, les régions les plus productives pour la production primaire sont situées dans l’Arctique et sur les côtes. La production primaire montre une variation saisonnière et des pointes au cours de l’été, à la fois à l’échelle mondiale et à l’échelle européenne. Globalement, une baisse limitée mais significative de la production primaire a été observée au cours de ces 20 dernières années. Les changements d’une année sur l’autre sont potentiellement liés aux changements physiquement induits dans les océans comme la force du mélange vertical.

En outre, les producteurs primaires comme les phytoplanctons produisent plus de la moitié de la teneur en oxygène dans le système climatique de la Terre. Les fluctuations de la production primaire ont de fortes incidences sur le cycle du carbone et de l’oxygène ainsi que sur les écosystèmes marins qui donnent de la nourriture aux humains.

Tendances de la production primaire de l’océan global Unités : milligrammes de carbone / m2 / an

Tendance de 1999 à 2018

60°N

30°N

30°S

60°S 60°E

120°E

180°

120°W

60°W

mgC m-2 an-1 -15,00

-11,67

-8,33

-5,00

-1,67

1,67

5,00

8,33

11,67

15,00

Tendance de la production primaire de 1999 à 2018 dérivée des archives satellitaires de l’océan global. Cette figure présente une carte globale de la tendance de la production primaire calculée à chaque pixel à partir des archives satellitaires sauf pour la mer Méditerranée. Le bleu indique une baisse de la production primaire et le rouge indique une hausse bien que certaines valeurs basses ne soient pas significatives sur le plan statistique. Les unités sont exprimées en milligrammes de carbone par mètre carré par an. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

13


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

L’OCÉAN, UN PRESTATAIRE DE SERVICES

LE SAVIEZ-VOUS ? Les fruits de mer apportent des protéines, des acides gras, des vitamines et d'autres macronutriments essentiels à la santé humaine comme l’iode et le sélénium. Plus de 4,5 milliards de personnes dans le monde tirent plus de 15 % de leur apport en protéines des fruits de mer.

DIATOMÉES MARINES QU’EST-CE QUE C’EST ? Les diatomées sont un groupe majeur d’algues microscopiques présentes dans les océans et les eaux douces. Les diatomées représentent la catégorie de phytoplanctons la plus abondante et ont un exosquelette composé de silice. Les diatomées marines génèrent 40 % de la matière organique servant de nourriture indispensable à la vie dans les océans et sont responsables d’environ 40 % de la séquestration de carbone dans les couches profondes de l’océan.

COMMENT LES OBSERVE-T-ON ? Comme la production primaire, la concentration de diatomées marines est observée par des satellites mesurant la couleur de l'océan. Cette dernière est une approximation de la mesure de la chlorophylle-a dans l'océan. La quantité de chlorophylle-a dans les différents types de phytoplancton - dont les diatomées - peut être estimée grâce aux différentes propriétés réflectives des divers phytoplanctons.

Les diatomées soutiennent la productivité biologique des océans et transfèrent le carbone depuis la surface jusqu’aux couches profondes de l’océan lorsqu’elles meurent. Globalement, elles sont responsables de 40 % de la production primaire marine et de 40 % du carbone organique particulaire exporté vers l’océan profond. Par conséquent, les changements affectant la concentration de diatomées peuvent

Une photo d’une diatomée

grandement influencer le climat mondial, la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique et les écosystèmes marins. En outre, les diatomées produisent environ 20 % de l’oxygène généré sur Terre chaque année - plus que ce que génère la totalité des forêts tropicales dans le monde.

Anomalie des concentrations en chlorophylle-a des diatomées pour 2018 Unités : Milligrammes / m2

QU'AVONS-NOUS OBSERVÉ ? La quatrième édition du Copernicus Marine Service Ocean State Report a présenté un nouveau produit sur la concentration en chlorophylle des diatomées. L’étude porte spécifiquement sur l’océan Atlantique Nord où les changements de concentration en chlorophylle des diatomées révèlent un profil saisonnier évident et sont essentiellement déterminés par la disponibilité en lumière et en nutriments. Certaines régions présentent des anomalies particulières avec des concentrations allant de deux fois à la moitié des valeurs de référence à long terme. En 2018, la valeur maximale de la concentration en chlorophylle des diatomées pondérée sur toute la région étudiée a été la plus faible mesurée sur toute la période 1997-2018. En 2018, les diatomées ont continué d’être la variété dominante de phytoplanctons dans les régions côtières de la Manche et de la mer du Nord mais leur période de dominance a été d’une semaine plus courte, en moyenne, que sur la période 1997-2017. Anomalie de concentration de diatomées en moyenne annuelle pour 2018 par rapport à la valeur de référence à long terme. Les anomalies positives sont présentées en rouge et les anomalies négatives sont présentées en bleu. Les unités sont exprimées en milligrammes par mètre carré. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

14

0,30 0,24 60°N

0,18 0,12 0,06

50°N

0,00 -0,06 40°N

-0,12 -0,18

30°N

-0,24

46°W

36°W

26°W

16°W

6°W

4°E

-0,30

log10(mg m-3)

POURQUOI EST-CE IMPORTANT ?


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

CHIFFRES CLÉS

1millions 733 d’euros / an

LA VALEUR ÉCONOMIQUE DES ÉCOSYSTÈMES MARINS Les activités économiques marines représentent des trilliards de dollars et les océans génèrent des centaines de millions d’emplois. Toutefois, les services écosystémiques marins dans le monde

Valeur du service écosystémique de puits de carbone dans la mer Méditerranée, 1993-2014

entier sont souvent ignorés ou sous-estimés du fait de leur visibilité limitée ou indirecte. Il est absolument essentiel d’évaluer ces services afin d’améliorer la gestion du milieu marin et les politiques maritimes.

2millions 095 d’euros

Valeur du service écosystémique de puits de carbone dans la mer Méditerranée en 2018

MESURE DE LA VALEUR ÉCONOMIQUE DU SERVICE ÉCOSYSTÉMIQUE DE PUITS DE CARBONE AVEC LE COPERNICUS MARINE SERVICE Valeur du service écosystémique de puits de carbone pour la mer Méditerranée Unités : millions d’euros / an

Tendance de 2002 à 2018

8 000 7 000 6 000 millions d’euros / an

L’océan est essentiel au contrôle du CO2 atmosphérique et la majorité du carbone qui n’est pas piégé dans des sédiments ou des carburants fossiles peut se trouver dissous dans l’océan. L'absorption par l’océan de 20 à 30 % des émissions anthropiques totales sur les deux dernières décennies a atténué les effets du changement climatique mais a également entraîné une hausse de l’acidification des océans. La séquestration de carbone varie dans le temps et dans l’espace - et doit dès lors faire l’objet d'une surveillance. Dans la quatrième édition de l’Ocean State Report, les chercheurs présentent des mesures et des modèles de flux de CO2 combinés au coût social du carbone (CSC) afin d’estimer la valeur de la mer Méditerranée en tant que puits de carbone en 2018. Au total, la valeur du service écosystémique de puits de carbone fourni par la Méditerranée a été établie à environ 2,1 milliards d’euros en 2018 mais ce capital naturel est absent des mesures de comptabilité nationale comme le produit intérieur brut (PIB).

5 000 4 000 3 000 2 000 1  000 0 -1 000

2002

2004

2006

33-67e percentile (2018)

2008

2010

Nordhaus (2017)

2012

2014

2016

2018

van den Bergh and Botzen (2017)

Valeurs du service écosystémique de puits de carbone de la mer Méditerranée pour les années 2002-2018 utilisant différentes estimations du prix du carbone. Les unités sont exprimées en euros par an. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

Valeur du service écosystémique de puits de carbone pour la mer Méditerranée pour 2018 Unités : millions d’euros / an Pays 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

GRÈCE ITALIE ESPAGNE FRANCE ALGÉRIE CROATIE MAROC TURQUIE MALTE ALBANIE MONTÉNÉGRO GIBRALTAR SLOVÉNIE PALESTINE ISRAËL LIBAN CHYPRE SYRIE ÉGYPTE LIBYE TUNISIE

CSC CSC CSC minimum maximum moyen 240,62 134,72 38,38 33,19 30,67 22,34 9,00 7,13 3,49 2,07 0,87 0,19 0,08 -3,97 -7,10 -7,19 -11,94 -12,06 -40,39 -59,08 -309,22

1 802,45 1 009,21 287,47 248,63 229,77 167,32 67,42 53,42 26,17 15,51 6,54 1,43 0,58 -0,53 -0,95 -0,96 -1,59 -1,61 -5,39 -7,89 -41,28

716,60 401,23 114,29 98,85 91,35 66,52 26,80 21,24 10,40 6,17 2,60 0,57 0,23 -1,58 -2,82 -2,86 -4,75 -4.79 -16,06 -23,49 -122,94

SEQE-UE 92,97 52,06 14,83 12,82 11,85 8,63 3,48 2,76 1,35 0,80 0,34 0,07 0,03 -0,20 -0,37 -0,37 -0,62 -0,62 -2,08 -3,05 -15,95

4

3

6 2 13

7 12 5

21

11

10

1

8 18

9

14 17 20

19

16 15

Valeurs du service écosystémique de puits de carbone de la mer Méditerranée pour l’année 2018 pour les pays méditerranéens. Les valeurs ont été calculées à l’aide du coût social du carbone (CSC) et du système d’échange de quotas d’émission de gaz à effet de serre de l’Union européenne (SEQE-UE) qui permet à des sociétés de recevoir ou acheter des quotas d'émission de gaz à effet de serre. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

15


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

SURVEILLANCE DE L’OCÉAN AVEC COPERNICUS MARINE Nouvelles informations et méthodes présentées dans la quatrième édition de l’Ocean State Report

SURVEILLANCE DES TEMPÊTES TROPICALES

POURQUOI EST-CE IMPORTANT ?

EN QUOI LE NOUVEL OUTIL PEUT-IL ÊTRE UTILE ?

Les cyclones tropicaux se classent parmi les catastrophes naturelles les plus dévastatrices. Les tempêtes tropicales peuvent causer des ravages dans les communautés côtières et les États insulaires et avoir des incidences considérables sur le plan social, économique et environnemental. Comme notre climat change, les phénomènes climatiques extrêmes se produisent plus fréquemment, durent plus longtemps et sont de plus en plus intenses. Par conséquent, une meilleure surveillance de ces tempêtes et des prévisions améliorées constituent des outils clés pour les responsables politiques amenés à prendre des mesures de prévention, de sauvetage et de reconstruction. En dépit de leur potentiel destructif, prédire l’intensité, les trajets et l’évolution des tempêtes tropicales est toujours difficile en raison des nombreux facteurs environnementaux inconnus et non surveillés, y compris les interactions avec l’intérieur de l’océan.

La quatrième édition du Copernicus Marine Ocean State Report montre comment l’utilisation combinée de modèles, de mesures in situ et de données satellitaires peut permettre d’obtenir des informations uniques pour analyser et surveiller les cyclones tropicaux. Les mesures de la couche inférieure à partir d'un ensemble de flotteursprofileurs, modèles et données satellitaires permettent de capturer et surveiller efficacement la réponse de la couche supérieure de l’océan aux tempêtes tropicales.

PRÉVISION DES VAGUES HAUTES

POURQUOI EST-CE IMPORTANT ?

EN QUOI CE NOUVEL OUTIL PEUT-IL ÊTRE UTILE ?

Des prévisions fiables des plus grandes vagues pendant un épisode de tempête ont toujours été d’une importance capitale pour la conception des plateformes offshore, les activités côtières et la navigation. De nombreux accidents et sinistres graves en mer ont sans aucun doute été attribués à des vagues anormales et inattendues. Les activités comme l’énergie éolienne offshore, la gestion des ports et les loisirs côtiers imposent de disposer d’informations sur l’état de la mer avec une résolution élevée à la fois dans le temps et dans l’espace. Des prévisions de haute qualité sur des événements extrêmes causés par des tempêtes pourraient permettre dans une large mesure d'éviter ou de minimiser les dommages humains et matériels. La fiabilité des prévisions de vagues et des observations à long terme est donc un aspect de la plus grande importance.

La mer Noire est une mer européenne qui ne dispose pas de mesures de vagues à long terme à partir de bouées flottantes in situ. Les seules données à long terme disponibles viennent des observations par satellite de Copernicus. En combinant ces observations avec des modèles de prévision de vagues, les chercheurs peuvent évaluer la prédictabilité des vagues hautes et démontrer la variabilité de la hauteur de vague significative dans la mer Noire occidentale.

SURVEILLANCE DE L’EUTROPHISATION

POURQUOI EST-CE IMPORTANT ?

EN QUOI CE NOUVEL OUTIL PEUT-IL ÊTRE UTILE ?

Les régions côtières européennes sont commercialement importantes pour la pêche et le tourisme mais sont toutefois soumises aux effets de plus en plus néfastes de l’eutrophisation. L’eutrophisation se produit lorsque le lessivage des terres cultivées et les autres polluants contenant des nutriments sont évacués dans l’océan, ce qui entraîne une croissance fulgurante des algues et des phytoplanctons à la surface. Ces proliférations massives consomment des quantités excessives d’oxygène à travers la décomposition de matières organiques mortes, bloquent la lumière du soleil et détériorent la qualité de l’eau. L’eutrophisation dévaste les écosystèmes océaniques et peut laisser certaines zones presque sans vie. Ce phénomène a été considéré pour la première fois comme un problème en Europe dans les années 1960 et a atteint des proportions alarmantes dans les années 1980.

La réduction du flux sortant de nutriments des rivières vers l’océan est un moyen important permettant de contrer les effets néfastes de l’eutrophisation. Pour les pays du pourtour de la mer du Nord, la réduction du flux sortant de nutriments depuis les rivières repose sur un ensemble central de procédures permettant d’évaluer l’eutrophisation. La combinaison des mesures in situ existantes avec des observations satellitaires peut permettre d’améliorer ces procédures d’évaluation.

16


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

Le Copernicus Marine Service a été créé afin de répondre aux problématiques émergeant dans les domaines environnementaux, commerciaux et scientifiques. Sur la base des informations tirées des observations à la fois satellitaires et in situ, il fournit chaque jour des analyses et prévisions

COMMENT FONCTIONNE-T-IL ET QU'AVONS-NOUS APPRIS ? Des prévisions de vagues fiables peuvent être obtenues en démontrant et prévoyant les caractéristiques des vagues les plus hautes. Dans cette étude, des tempêtes violentes ayant frappé la mer Noire au cours de l’automne et de l’hiver 2018 ont été identifiées et analysées. Les grandes quantités de données ont permis d’examiner sur le plan statistique les événements les plus extrêmes en donnant des indications permettant de comprendre les caractéristiques des vagues les plus grandes et en ouvrant la voie à des prévisions de vagues fiables.

0

18°N

-1 -2

16°N

-3 -4

14°N

-5 -6

12°N

-7 -8

10°N

150°W

138°W

132°W

126°W

Vitesse du vent obtenue par un radar à ouverture synthétique (ms-1) 0

10

20

30

40

50

60

70

La figure montre trois cyclones tropicaux : Hector, Lane et Sergio. Le sillage des trois cyclones est montré conjointement avec les anomalies de température de surface de la mer (SST) et la vitesse du vent mesurée par un radar à ouverture synthétique. Les unités sont exprimées en degrés Celsius (°C) pour la température de surface de la mer et en mètres par seconde (ms-1) pour la vitesse du vent. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

Directions et hauteurs des vagues dans la mer Noire Unités : mètres (m)

28°

30°

32°

34°

36°

38°

46°

46°

5

45°

45°

4

44°

44°

3

43°

43°

2

42°

42°

1

41°

0

41°

40°

30°

32°

34°

36°

38°

40°

La figure de gauche montre la distribution du champ de vagues dans la mer Noire le 18 janvier 2018. La figure de droite montre une hauteur significative de vague en mètres et une direction moyenne de vagues le 28 novembre 2018. Les lignes droites dominantes sur la figure représentent les traces de satellite. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

Anomalies de la concentration en chlorophylle-a sur le Plateau nord-ouest européen Unités : Milligrammes de chlorophylle-a / m3

COMMENT FONCTIONNE-T-IL ET QU'AVONS-NOUS APPRIS ? Cette étude a combiné des données in situ avec des mesures satellitaires sur la concentration en chlorophylle-a dans la mer du Nord. Dans des conditions eutrophiques, la concentration en chlorophylle-a augmente en raison de la prolifération rapide de phytoplanctons contenant de la chlorophylle. Les chercheurs ont observé une baisse des concentrations en chlorophylle-a dans les centres de diversité connus y compris les régions côtières dans la zone sud de la mer du Nord. En outre, les chercheurs ont pu conclure que les données satellitaires - utilisées en combinaison avec des indicateurs dérivés de données in situ — permettent d’améliorer les procédures existantes d’évaluation de l’eutrophisation.

144°W

Anomalies de la SST du sillage froid d’un cyclone tropical (°)

1

[m]

Cette étude montre que la combinaison de capteurs satellitaires de faible et haute résolution est d'une importance capitale pour mieux décrire et surveiller les vents des cyclones tropicaux et également pour interpréter le couplage entre l’air et l’eau dans le sillage d’un cyclone. Les mesures à venir du satellite Surface Water Ocean Topography Satellite Mission donneront une opportunité unique de poursuivre les recherches avec une cartographie 2D des anomalies de niveau de la mer causées par des cyclones tropicaux.

Trajectoires des cyclones tropicaux Unités : Température de surface de la mer : degrés Celsius (°C), Vitesse du vent : mètres par seconde (ms-1)

2,0 1,5 60°N

1,0 0,5

55°N

0,0 -0,5

mg Chl-a m-3

COMMENT FONCTIONNE-T-IL ET QU'AVONS-NOUS APPRIS ?

20°N

pointues offrant l’opportunité inestimable de pouvoir observer et comprendre l’environnement marin. Outre la surveillance constante de l’océan, le Copernicus Marine Service fournit de nouveaux outils permettant de suivre de près l’évolution des océans.

Anomalies de la concentration en chlorophylle-a sur le Plateau nord-ouest européen sur la base des mesures satellitaires La figure montre des concentrations de chlorophylle-a en surface en 2018 par rapport à la période de référence 2009-2014. Les unités sont exprimées en milligrammes de chlorophylle-a par mètre cube (mg Chl-a m-3). Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

50°N -1,0 -1,5

45°N

-2,0 15°W

10°W

5°W

5°E

10°E

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OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

UTILISATION DES OUTILS DU COPERNICUS MARINE SERVICE : UN EXEMPLE DE RÉUSSITE

Représentation graphique du Golfe de Cadix

En mars 2018, la région du Golfe de Cadix en Espagne a essuyé la tempête la plus violente depuis ces vingt dernières années. Cet état de mer extrême avec des vagues d'une hauteur supérieure à 7 mètres a été causé par la tempête Emma et a été aggravé par l’effet combiné des vagues, de la marée haute et une surcôte du niveau de la mer.

Port de Cadix Port de Huelva Port de Tarifa Port de la baie d’Algeciras

La figure montre l’emplacement des instruments de mesure (bouée et marégraphes) et des ports dans le Golfe de Cadix (Espagne). Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

Prévision des vents 1er mars 2018 12h00 UTC Vitesses (gamme de couleurs) et direction (flèches) du vent à 2 m prévu pour le 1er mars 2018 à 12h00 UTC. La vitesse du vent est exprimée en mètres par seconde (ms-1). Le cercle violet représente la basse pression minimale. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

45°N

20 16

40°N

12 8

35°N

6 2 0

30°N 20°W

10°W

Prévision des vagues 1er mars 2018 12h00 UTC Prévisions de hauteur significative de vague (SWH) pour le 1er mars 2018 à 12h00 UTC Les unités sont exprimées en mètres. Des hauteurs significatives de vagues de plus de 7 m ont été prévues dans le Golfe de Cadix. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

45°N

10 8

40°N

6 4

35°N

2 0

30°N 20°W

Hauteur significative de vagues au niveau de la bouée de Cadix (62085)

10°W

Mesurée

8

Prévue

7

SWH (m)

6 5 4 3 2 27-02-18:00 GMT

28-02-18:00 GMT

01-03-18:00 GMT

02-03-18:00 GMT

03-03-18:00 GMT

La figure compare des mesures et prévisions de hauteur significative de vagues (SWH) au niveau de la Bouée de Cadix (62085) dans le Golfe de Cadix pendant plus de cinq jours à la fin du mois de mars 2018. Les unités sont exprimées en mètres (m) et les vagues ont atteint des hauteurs maximales de 7,2 m représentées par la ligne rouge. La cohérence des prévisions (montrées en bleu) et des mesures (montrées en vert) est remarquable. Source : Copernicus Marine Ocean State Report 4.

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Vitesse du vent [m/s]

Plusieurs services de surveillance du milieu océanique étaient opérationnels dans la zone lors de cet événement, y compris le Copernicus Marine Service et les systèmes locaux de prévisions des vagues et du niveau de la mer. Ces services ont été si précis que la tempête a pu être correctement prévue. Les alertes en aval ont permis d’avertir les utilisateurs au préalable et les ports ont arrêtés toutes leurs activités afin d’éviter les accidents et d’assurer la sécurité. Les conditions maritimes extrêmes ont eu des effets dévastateurs sur la région côtière mais, sans doute en raison des mesures préventives, aucune victime n’a été à déplorer.

Marégraphe Bonanza2

SWH [m]

QUEL RÔLE A JOUÉ LE COPERNICUS MARINE SERVICE ?

Bouée de Cadix (62085)


OCEAN STATE REPORT (4) SYNTHÈSE

À PROPOS DU PROGRAMME COPERNICUS Copernicus est le programme d'observation de la Terre de l’Union européenne dont la mission est de protéger notre planète et son environnement dans l’intérêt suprême de tous les citoyens d'Europe. Il comprend un composant satellitaire (les missions Sentinel) et offre des services d'information basés sur l’observation de la Terre par satellite, les données in situ (non spatiales) et les modèles numériques. De grandes quantités de données globales tirées des satellites, des modèles numériques, des systèmes de mesure terrestres, aéroportés et maritimes sont utilisées pour fournir des informations permettant d’aider les prestataires de services, les autorités publiques et d'autres organisations internationales à améliorer la qualité de vie des citoyens d’Europe. Les utilisateurs peuvent accéder gratuitement et librement aux services d’information fournis. Le Programme est coordonné et géré par la Commission européenne et inclut six services mis en œuvre par différentes entités.

À PROPOS DU COPERNICUS MARINE SERVICE

6 SERVICES COPERNICUS Surveillance des milieux marins

Surveillance des terres émergées

Surveillance atmosphérique

Gestion des urgences

Sécurité

Changement climatique

COMMENT LE COPERNICUS MARINE SERVICE SURVEILLE-T-IL L’OCÉAN ? Observations par satellite

Le Copernicus Marine Service (également appelé CMEMS) se consacre à l’observation, à la surveillance et aux prévisions des océans. Il est financé par la Commission européenne (CE) et mis en œuvre par Mercator Ocean International, centre d'analyse et de prévision océanique à l’échelle globale. Copernicus Marine fournit, de manière régulière et systématique, des informations de référence fondamentales sur l'état des océans physiques et biogéochimiques à l’échelle globale et à l’échelle régionale européenne. Il fournit des données clés en soutien aux grandes politiques et initiatives européennes et internationales qui peuvent contribuer à la lutte contre la pollution, à la protection des espèces marines, à la sécurité en mer et au transport maritime, à l’exploitation durable des ressources océaniques, au développement des ressources énergétiques marines, à la surveillance du climat, aux prévisions météorologiques, etc. Le service a également pour ambition de sensibiliser davantage le grand public en donnant aux citoyens d’Europe et du monde des informations sur les sujets liés à l’océan.

Modèles

Observations in-situ

À PROPOS DE MERCATOR OCEAN INTERNATIONAL Mercator Ocean International a été choisi par la Commission européenne pour mettre en œuvre le Copernicus Marine Service en 2014. Mercator Ocean International est un organisme à but non lucratif basé en France qui fournit des produits océanographiques couvrant l’océan global. Ses experts scientifiques conçoivent, développent, exploitent et maintiennent des systèmes

de modélisation numérique de pointe qui décrivent et analysent l'état de l’océan en 4D dans le passé, dans le présent et dans un futur proche (réanalyses, rétroprévisions, analyses et prévisions en temps quasi-réel). Mercator Ocean International fait partie des trois organismes désignés par la CE pour mettre en œuvre la plateforme de cloud computing de Copernicus WEkEO DIAS.

Mercator Ocean International a pris toutes les mesures nécessaires pour assurer la continuité du fonctionnement d’avant-garde du Copernicus Marine Service pendant la crise de la COVID-19.

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Implemented by

CONTACT Karina von Schuckmann Mercator Ocean international karina.von.schuckmann@mercator-ocean.fr Gratianne Quade Mercator Ocean international gratianne.quade@mercator-ocean.fr

L’Ocean State Report est un supplément du Journal of Operational Oceanography (JOO), une publication officielle de l’Institute of Marine Engineering, Science & Technology (IMarEST) éditée par Taylor & Francis Group. Conformément aux termes de la Licence Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivatives, cette synthèse cite dûment le travail d’origine et ne le modifie pas ou ne le transforme pas.

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Lien vers l'édition complète de l’Ocean State Report : https://www.tandfonline.com/toc/tjoo20/accepted Citation : von Schuckmann, K., P.-Y. Le Traon, N. Smith, A. Pascual, S. Djavidnia, J.-P. Gattuso, M. Grégoire, G. Nolan (2020): Copernicus Marine Service Ocean State Report, Édition 4, Journal of Operational Oceanography, sous presse. Avis de non-responsabilité : cette synthèse est écrite en collaboration avec des scientifiques et des professionnels de la communication et a pour objectif de donner un contexte et une explication scientifique de base autour des conclusions clés de l’Ocean State Report.

Conception et production : Design & Data - www.designdata.de Photo de couverture (et verso) : Eric Cros - www.seastemic.com

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