La glace de mer

Aux premières loges des changements climatiques : les pôles terrestres et leur banquise (eau de mer gelée). Alors que la surface de la banquise décroît de façon continue au pôle Nord, depuis qu'on l'observe (1979), elle reste stable, voire croît légèrement en Antarctique. Siège d'enjeux climatiques, économiques, géopolitiques, la glace de mer polaire est aujourd'hui un paramètre essentiel à mesurer, à surveiller et à prévoir.

Les deux pôles sont très différents : le pôle Nord est un océan entouré de terre, alors que le pôle Sud est un vaste continent entouré d'océan. La glace de mer du pôle Sud, entourant le continent Antarctique est ouverte sur l'océan et donc libre de ses mouvements. Elle est de ce fait presque entièrement renouvelée chaque année, sauf en de rares endroits comme les mers de Ross ou de Weddel. La banquise du pôle Sud n'est ainsi jamais très épaisse (1 mètre en moyenne).

Au pôle Nord, la dynamique océanique est très différente : alors que le courant transpolaire allant de la Sibérie au Groenland (détroit de Fram) permet à la glace de s'évacuer vers le sud puis de fondre, le bassin fermé Arctique va l'emprisonner. En certains endroits comme le nord de l'archipel canadien, ou dans la gyre de Beaufort, elle peut rester coincée et s'accumuler plusieurs années sans fondre. On parle alors de la glace pluri-annuelle de deuxième, troisième, ... septième, jusqu'à neuvième année. Son épaisseur moyenne est de 3 mètres.

Ordres de grandeur

La glace de mer est caractérisée par plusieurs paramètres : sa concentration ou compacité (exprimée en %), qui mesure le pourcentage de surface libre (de 0 à 100 %), le bord de la glace (la limite du pack est définie comme la frontière à partir de laquelle au moins 85% de la surface de l'océan est gelée), son type (première année, multi-annuelle), la vitesse de son déplacement sur l'océan, son épaisseur, la date de début de la débâcle.

Vitesses de dérive de glace au pôle Nord (Crédits Cersat/Ifremer)

Méthodes de "mesure"

Les mesures satellitaires

Divers types de capteurs satellitaires permettent de mesurer la glace de mer :

• Les radiomètres micro-ondes (concentration, c'est à dire le pourcentage de la surface de la mer qui est gelée, dérive, c'est à dire le mouvement des glaces)
• Les diffusiomètres micro-ondes (étendue de la surface gelée, frontière eau libre-glace, type de glace)
• Les capteurs infra-rouges, ainsi qu'optiques (étendue de la surface gelée)
• Les capteurs SAR (Synthetic Aperture Radar)
• Les altimètres (étendue, détection d'icebergs), surtout à bord de la mission Cryosat (qui mesure en plus l'épaisseur, et la frontière eau libre-glace).

Les modèles

La prise en compte de la glace de mer dans les modèles d'océan est aujourd'hui une réalité. Les modèles de glace sont "couplés" à des modèles d'océan : le modèle d'océan fournit au modèle de glace l'état de la mer (les conditions en température, salinité et courant) qui lui sont nécessaires pour calculer l'évolution des paramètres qu'il prend en compte (épaisseur, compacité, vitesse de la glace). À son tour, il modifie les paramètres de l'océan : il "fabrique" ou "fait fondre" la glace, il "refroidit" ou "réchauffe", "désale" ou "sursale" l'eau de mer. Ces nouvelles caractéristiques sont en retour injectées dans le modèle d'océan.

Plusieurs modèles de glace sont actuellement opérationnels :

• Le modèle français global Mercator qui prend en compte les deux pôles
• Le modèle norvégien du NERSC