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1
La Terre observée depuis lespace Anny
Cazenave LEGOS/CNES Toulouse - France
2
(No Transcript)
3
Orbitographie précise et détermination du
champ de gravité de la Terre
4
(No Transcript)
5
(No Transcript)
6
Géoide à grandes longueurs donde
Schéma de lintérieur de la Terre
7
daprès Courtillot et al. 2003
8
Principe de laltimétrie spatiale
9
(No Transcript)
10
(No Transcript)
11
Le géoide marin dans le Pacifique central
daprès SEASAT
Iles Marquises
Archipel de la Société
Monts sous marins de Louisville
12
(No Transcript)
13
Surface de la mer (géoide marin) cartographiée
par altimétrie satellitaire
14
Géoide marin - Atlantique nord
15
(No Transcript)
16
Géoide marin -Océan Indien
17
Applications scientifiques de la cartographie
fine du géoide marin

• Structure mécanique de la lithosphère océanique
• Evolution thermique des plaques
• Origine des bombements de points chauds
• Découverte de linéations à courte et moyenne
  longueurs d onde du géoide marin
• Cartographie des structures tectoniques des fonds
  marins
• - zones de fracture et reconstruction des
  plaques dans le passé
• - distribution des monts sous marins
• - traces de points chauds
• - structure des dorsales océaniques

18
Structure et évolution de la lithosphère océanique
19
Linéations du géoide dans le Pacifique central
20
Topographie sous marine déduite de la
cartographie du géoide marin par
altimétrie (Smith Sandwell, 1997)
21
(No Transcript)
22
Topographie sous marine - Pacifique ouest
23
Topographie sous marine -Mer de Tasmanie
24
Découverte de nombreux volcans sous marins
Depth in m
25
4000 noveaux volcans sous marins découverts
dans le Pacifique
26
TOPEX/POSEIDON
Satellite océanographique lancé en août 1992
27
El Niño de 1997-1998
28
Conditions normales
El Niño
La Niña
29
Une nouvelle technique pour mesurer le niveau de
la mer l altimétrie spatiale
30
Le marégraphe de l île de Kerguelen
31
RESEAU MONDIAL DE MAREGRAPHES -2001-
32
Réseau de marégraphes historiques
33
SAN FRANCISCO
BREST
NEW YORK
STOCKHOLM
34
Déformation de la croûte terrestre et rebond post
glaciaire
Calotte glaciaire
35
Déformation de la croûte terrestre sous la
charge des glaces polaires et REBOND POST
GLACIAIRE
36
Phénomènes à l origine de mouvements verticaux
de la croûte terrestre

• Activité tectonique
• Activité sismique
• Activité volcanique
• Rebond Post Glaciaire
• Subsidence du sol causée par le pompage de leau,
  du pétrole, etc.
• Déformations élastiques sous le poids des masses
  dair, deau et de neige

37
(No Transcript)
38
Niveau moyen de la mer mesuré par Topex/Poseidon
39
Vitesses délévation du niveau de la mer
mesurées par Topex/Poseidon entre 1993 et 2003
mm/an
40
Fonte/accumulation des calottes glaciaires
Dilatation thermique
Echange d eau avec les continents
Déformation des bassins océaniques
Mécanismes causant les variations du niveau de la
mer
41
Données de température in situ (1993-1998)
42
Elévation du niveau de la mer (1993-2003)
Topex/Poseidon Expansion thermique
43
Carte du taux de variation par Topex
Expansion thermique
44
Lélévation du niveau de la mer mesurée par
Topex/Poseidon au cours des années 1990 est
essentiellement causée par la dilatation
thermique de l océan
45
Contribution des réservoirs deaux
continentales à l élévation du niveau de la mer
46
OCEANS 97.2
EAUX CONTINENTALES
CRYOSPHERE
2.15
0.65
0.001
0.63
0.02
Eaux des sols
Eaux de surface
Atmosphère
Biosphère
47
A 36
E 434
P 398
E 71
P 107
R 36
48
Atmosphère
Précipitation
Précipitation
Manteau neigeux
Evaporation
Evaporation
Transpiration
Lacs
Rivières
eau des sols
Océans
eaux souterraines
49

Résultats récents sur la fonte des glaciers de
montagne et des calottes polaires
50
Le glacier des bossons (massif du Mont Blanc)
En 1900
Aujourdhui
51
Effet de la fonte des glaciers de montagne
sur le niveau de la mer
accélération?
52
Topographie du Groenland
53
(No Transcript)
54
Atmosphère
Précipitation
Précipitation
Manteau neigeux
Evaporation
Evaporation
Transpiration
Lacs
Rivières
eau des sols
Océans
eaux souterraines
55
BILAN HYDRIQUE dW/dt P - E - R
W Contenu en eau des sols P
Précipitations E Evapotranspiration R
Ruissellement
MODELES HYDROLOGIQUES GLOBAUX
?
56
Réservoirs d eaux continentales (1981-1998)
Aquifers
0.07 mm/an
0.03 mm/an
Eau des sols
Neige
0.02 mm/an
0.12 mm/an
Total
57
Contributions des glaciers, calottes polaires et
eaux continentales à l élévation du niveau de la
mer au cours des années 1990 Résultats récents ?
GLACIERS de montagne 0.5 mm/an ? CALOTTES
POLAIRES Groenland 0.13 mm/an
Antarctique 0.16 /- 0.05 mm/an (WA)
total 0.3 mm/an ? EAUX
CONTINENTALES 0.2 mm/an TOTAL 1 mm/yr
58
Puisque l élévation du niveau de la mer au
cours des années 1990 est due essentiellement au
réchauffement des océans, que devient le 1
mm/an dû à la fonte des glaces?..
LA NOUVELLE ENIGME
59
Utilisation de leau pour les activités humaines
60
Variations des stocks deaux continentales et
activités humaines

• Construction de barrages et de réservoirs
• Pompage des eaux souterraines
• Détournement des fleuves pour lirrigation
• Déforestation
• Urbanisation

61
Effets des activités humaines sur le cycle
hydrologique continental et le niveau de la
mer SLC (GUCD) - (RI) SLC Niveau de la
mer G Pompage des eaux souterraines U
Urbanisation C Combustion des énergies
fossiles D Déforestation R Réservoirs et
barrages I Irrigation
62
Effets des activités humaines sur le niveau de la
mer (mm/an) Pompage eaux souterraines
0.2 /- 0.1 Urbanisation (U)
0.34 /- 0.04 Combustion
énergies fossiles (C) 0.01 /-
0.06 Déforestation (D)
0.09 /- 0.02 Réservoirs/Barrages (R)
- 0.98 /- 0.2 Irrigation (I)
- 0.56 /-
0.06 TOTAL - 0.91 /-
0.45
63
Applications de laltimétrie à létude des
eaux continentales
64
Mer dARAL
Syr Darya
Amu Darya
65
(No Transcript)
66
Lacs africains
67
AMAZONE
68
Traces de survol de Topex/Poseidon sur l Amazone
Saison de hautes eaux
Saison de basses eaux
69
BASSIN DU GANGE
70
Variations temporelles du niveau d eau du fleuve
PARANA (daprès Topex/Poseidon)
El Niño
La Niña
71
Topex
1
BASSIN DU MEKONG
3
2
Région 1 Zone dinondation
3 m
72
Nombres de stations hydrographiques in situ
GRDC RIVDIS
GRDC Global Runoff Data Center RIVDIS River
Discharge Data Center
73
APPLICATIONS SCIENTIFIQUES - Variabilité
climatique régionale - Utilisation dans les
modèles hydrologiques globaux - Apport d eau
douce à l océan et effet sur la circulation
thermohaline - Transports de sédiments dans le
réseau hydrographique
74
PERSPECTIVES
75
JASON-1 lancé en décembre 2001
76
ENVISAT (lancé en mars 2002)
77
ELEVATION DU NIVEAU DE LA MER AU 21ème SIECLE
PREDICTIONS DE l IPCC
78
Elévation du niveau de la mer en 2100 (IPCC,
2001)
0
30 cm 60 cm
79
Bassin Amazonien
Couverture des traces de Jason (rouge) et
Envisat (noir)
? stations hydrographiques in situ
80
MISSION GRACE
81
Les satellites GRACE ont été lancés le 17 mars
2002
82
(No Transcript)
83
GRACE Variations spatio-temporelles de la
gravité Résolution 2x2 Précision 1 cm
(hauteur du géoide) Echelle de temps 1 mois à
plusieurs années
84
(No Transcript)
85
Variations saisonnières des masses dair et deau
dans l atmosphère, l océan et les réservoirs
continentaux mesurées par GRACE
86
Variations saisonnières des stocks deaux
continentales mesurées par GRACE
87
GRACE (terres) effet des eaux et glaces
Niveau de la mer
JASON
GRACE (océans)
Effet des masses deaux océaniques
Séparation des effets thermiques et eustatiques
(masse)
88
Autres applications de GRACE -Aplatissement de
la Terre -Rotation de la Terre -Mouvement du
pole -Déformations crustales
89
Déformations de la croûte terrestre sous les
charges des enveloppes fluides surperficielles
90
(No Transcript)
91
Fin
92
ELEVATION DU NIVEAU MOYEN DE LA MER AU COURS DU
20ème SIECLE basée sur les mesures
marégraphiques 1.5-2 mm/an Douglas Peltier
(2001) 1.8 mm/an
93
(No Transcript)
94
Taux de variation du niveau de la mer depuis
6000 ans
20ème siècle
-6000 ans
présent
95
Variations de la température moyenne de
l hémisphère nord depuis 1000 ans
1900
96

Amazone
97
BASSIN AMAZONIEN