La saison 2023 de fonte de la calotte glaciaire du Groenland est à présent terminée et vient clore une 27e année consécutive de perte de glace au Groenland.
L'année 2022-23 a été marquée par une fonte très importante, en particulier en juillet, mais aussi par des précipitations de pluie et de neige plus importantes que d'habitude à la fin du printemps et au début de l'été.
L'augmentation de la fonte et des chutes de neige est exactement ce à quoi les scientifiques s'attendent dans un climat qui se réchauffe, et bien qu'elles aient eu tendance à s'équilibrer dans une certaine mesure, le Groenland a quand même fini par perdre plus de glace qu'il n'en a gagné.
Comme les années précédentes, alors que des températures très élevées ont frappé l'Amérique du Nord et l'Europe cet été, le Groenland a été comparativement frais et humide. Toutefois, cela n'a pas suffi à empêcher le Groenland de perdre de la glace.
Les chutes de neige prolongées d'octobre à décembre 2022 et le début tardif de la saison de fonte ont contribué à une accumulation relativement importante de masse à la surface du Groenland. Néanmoins, cela n'a pas pu compenser les pertes dues à la fonte de surface et au détachement d'icebergs.
Au total, la calotte glaciaire du Groenland a perdu 196 milliards de tonnes (Gt) de glace au cours des 12 mois allant de septembre 2022 à août 2023.
Cela signifie que la dernière année à enregistrer un gain net de glace est encore 1996.
Dans ce billet annuel, nous examinons les processus de fonte des calottes glaciaires, de "vêlage" des glaciers, ainsi que les conditions météorologiques et climatiques qui expliquent ces pertes.
(Voir nos analyses annuelles précédentes pour 2022, 2021, 2020, 2019, 2018, 2017, 2016 et 2015).
Fonte en surface
Le cycle annuel du Groenland couvre les 12 mois allant jusqu'à la fin du mois d'août.
La calotte glaciaire est largement enneigée à partir de septembre et accumule de la glace tout au long de l'automne, de l'hiver et du printemps. Ensuite, lorsque l'année se réchauffe jusqu'à la fin du printemps, la calotte glaciaire commence à perdre plus de glace par la fonte de surface qu'elle n'en gagne par les nouvelles chutes de neige, généralement à partir de la fin du mois de juin. Cette saison de fonte se poursuit généralement jusqu'au milieu ou à la fin du mois d'août.
Les gains de neige et les pertes de glace à la surface de la calotte glaciaire au cours de ces 12 mois constituent le "bilan de masse de surface" (BMS) de la calotte glaciaire. Le bilan de masse de surface se compose des gains dus aux chutes de neige et des pertes dues au ruissellement et à l'évaporation. Par conséquent, les chutes de neige sont le seul moyen pour la calotte glaciaire de gagner de la masse.
Les données suggèrent que la calotte glaciaire du Groenland a terminé l'année 2022-23 avec un BMS total d'environ 398 Gt. Il s'agit du 15e BMS le plus élevé dans un ensemble de données qui remonte à 43 ans et qui est assez proche de la moyenne 1981-2010.
Le BMS de l'année écoulée est illustré dans les cartes et les graphiques ci-dessous, basés sur les données du Polar Portal. La ligne bleue dans le graphique du haut montre le BMS quotidien. Les chutes de neige importantes sont visibles sous forme de "pics". La ligne bleue du graphique du bas représente le BMS accumulé, compté à partir du début de "l'année du bilan de masse", le 1er septembre 2022. En gris, la moyenne à long terme et sa variabilité sont indiquées. La ligne rouge montre, à titre de comparaison, l'année 2011-12, qui a été la plus faible jamais enregistrée.
La carte montre la répartition géographique des gains (bleu) et des pertes (rouge) de BMS pour 2022-23, par rapport à la moyenne à long terme.
A gauche : Carte montrant la différence entre le BMS annuel en 2022-23 et la période 1981-2010 (en mm de fonte de glace). Le bleu montre le gain de glace par rapport à la moyenne et le rouge montre la perte de glace par rapport à la moyenne. A droite : BMS quotidien (graphique du haut) et cumulatif (graphique du bas) de l'inlandsis groenlandais, en milliards de tonnes par jour (Gt/jour) et en milliards de tonnes (Gt), respectivement. 1Gt est égal à 1 kilomètre cube. Les lignes bleues indiquent l'année 2022-23 du BMS ; les lignes et zones grises indiquent la moyenne et la variabilité 1981-2010 ; et la ligne rouge dans le graphique du bas indique l'année record de 2011-12 du BMS. Crédit : DMI Polar Portal.
Chaleur en Amérique du Nord et en Europe, fraîcheur au Groenland
Un examen plus approfondi des conditions météorologiques et de l'évolution de la calotte glaciaire au cours des 12 derniers mois révèle quelques développements intéressants.
Le début de l'hiver a été marqué par des chutes de neige supérieures à la moyenne à plusieurs reprises en septembre, octobre, novembre et décembre. À la fin de l'hiver, une période plutôt sèche a suivi, de sorte que le BMS accumulé était proche - puis légèrement inférieur - à la moyenne au moment où la fonte a commencé.
La caractéristique la plus remarquable de l'évolution du BMS en 2023 a été la période de croissance prolongée en juin. À la fin de ce mois, le BMS accumulé était supérieur à la moyenne de près de 150 Gt.
L'effet de cette neige supplémentaire a eu pour conséquence que le début de la saison de fonte - ou "d'ablation" - a eu lieu le 29 juin, soit 16 jours plus tard que la médiane 1981-2022. La saison d'ablation est définie comme le premier jour de trois jours consécutifs avec un BMS inférieur à -1Gt.
Comme pour les saisons estivales précédentes, la raison des périodes relativement humides et fraîches sur l'inlandsis groenlandais peut être trouvée assez loin du Groenland, dans des systèmes météorologiques "bloquants".
Ces systèmes météorologiques de haute pression ont un impact considérable sur les conditions météorologiques extrêmes. De puissants blocages au-dessus de l'Amérique du Nord et de l'Europe ont été présents à la fin du mois de mai et dans la première dizaine de juin, ainsi qu'à la fin du mois d'août. Le dernier d’entre eux a provoqué des précipitations catastrophiques en Grèce et en Libye.
Lorsque le flux est bloqué, le courant-jet a la forme de la lettre majuscule grecque Omega (Ω). Les recherches suggèrent que de telles configurations ont été plus fortes et plus persistantes au cours des dernières années. Le courant-jet se gonflant vers le nord au-dessus du Canada et de l'Europe du Nord, des creux de basse pression se trouvent à chaque "pied" de l'oméga, y compris au-dessus du Groenland.
La carte ci-dessous montre un exemple de schémas de circulation récurrents, apportant du temps frais sur le Groenland (en bleu) et des températures élevées sur le Canada et l'Europe (en rouge).
Carte montrant un été frais au Groenland (au centre de la carte) et de la chaleur dans le nord de l'Amérique du Nord et en Europe occidentale, en particulier en Scandinavie. Les ombres indiquent les températures plus chaudes (rouge) ou plus froides (bleu) que la moyenne à long terme pour cette période de l'année. Les flèches indiquent les schémas de circulation dans l'atmosphère. Crédit : DMI Polar Portal.
La saison de fonte qui a suivi a été plus forte que la moyenne - comparable même aux années record de 2012 et 2019 - avec une fonte sur plus de 50 % de la calotte glaciaire pendant 29 jours d'affilée, du 27 juin au 25 juillet.
Alors que le monde se concentrait à juste titre sur d'autres phénomènes météorologiques extrêmes cet été, l'été groenlandais a lui aussi connu des conditions record.
La station située au sommet du Groenland, à environ 3 000 mètres au-dessus du niveau de la mer, a enregistré une nouvelle température moyenne record de -7,3 °C, soit près de 2 °C de plus que le précédent record de -9,2 °C établi en 2012 et 4 °C de plus que la moyenne à long terme de la station située au sommet.
Saison de fonte
La saison d'ablation a connu deux grandes périodes de fonte. Malgré un début frais, la saison de fonte a commencé par une période de températures très élevées à la fin du mois de juillet. Cette période a entraîné une fonte intense tout autour de la calotte glaciaire, ce qui s'est traduit par des pertes de glace très importantes en l'espace de quelques jours.
La carte de gauche montre la zone de fonte de la glace le 10 juillet, date à laquelle l'étendue maximale de la fonte (67 %) de cet été (en rouge) a été atteinte. La carte du centre montre le deuxième maximum de fonte (50 %), qui a été atteint le 23 août, et enfin la carte de droite décrit la situation à la fin de la saison, le 31 août. La fonte a été supérieure à la moyenne du 21 juin jusqu'à la fin de la saison, et même au-delà.
En haut : Carte montrant les zones du Groenland subissant une fonte superficielle le 10 juillet, le 23 août et le 31 août 2023 (en rouge). En bas : Pourcentage de la superficie de la calotte glaciaire subissant une fonte superficielle chaque jour de 2023 (ligne bleue), se terminant respectivement le 28 juillet, le 23 août et le 31 août. La ligne grise représente la moyenne 1981-2010. Crédit : DMI Polar Portal.
Composantes du bilan de masse
Le BMS n'est qu'une composante du bilan de masse "total" (BMT) de l'inlandsis groenlandais:
BMT = BMS + BMM + BMB
Le BMM est le bilan de masse "marin", composé de la rupture - ou "vêlage" - des icebergs et de la fonte du front des glaciers là où ils rencontrent l'eau de mer chaude. Le BMB est le bilan de masse "basal", qui se réfère aux pertes de glace à la base de la calotte glaciaire. Cette contribution au TMB est faible, mais non nulle, et se compose principalement d'effets de frottement et du flux de chaleur du sol.
La figure ci-dessous montre les composantes du TMB (rouge) depuis 1987, qui comprend le BMS (bleu), le BMM (vert) et le BMB (orange). Ces estimations sont basées sur l'approche de modélisation présentée dans Mankoff et al en 2021.
Pour l'année écoulée, le TMB a enregistré une perte de 196 Gt de glace. Cela signifie que 2022-23 a été la 27e année consécutive où la calotte glaciaire du Groenland a perdu de la masse. Comme le montre le graphique, la dernière fois que le Groenland a enregistré un gain annuel net de glace, c'était en 1996.
Graphique montrant le bilan de masse de la surface (bleu), de la mer (vert), de la couche basale (jaune) et de la surface totale (rouge) pour 1987 à 2023. Les chiffres sont exprimés en Gt par an. Graphique réalisé par Carbon Brief, sur la base des mises à jour de Mankoff et al. (2021)
Le seul moyen pour la calotte glaciaire de gagner de la glace est de passer par le BMS, c'est-à-dire par les chutes de neige. Les autres composantes, BMM et BMB, sont toujours négatives, de sorte que l'excédent des chutes de neige par rapport au ruissellement et aux deux autres composantes doit être suffisamment important pour compenser.
En utilisant les données des satellites GRACE, nous pouvons estimer le TMB de manière indépendante. La distance entre ces satellites jumeaux varie légèrement en raison de minuscules différences de gravité causées par des changements de masse. L'expression de ces différences de distance en tant que changements de masse n'est toutefois pas simple, ce qui explique pourquoi les données GRACE ne sont disponibles que quelques mois plus tard.
En outre, grâce aux satellites, nous pouvons mesurer la vitesse à laquelle la glace s'écoule à travers des points de contrôle sur la calotte glaciaire où nous connaissons l'épaisseur et la forme de la glace. Nous pouvons ainsi estimer le BMM, c'est-à-dire la quantité de glace perdue par le processus de vêlage et de fonte sous-marine. Ces données sont accessibles à tous, ce qui nous permet de surveiller l'ensemble du budget de la calotte glaciaire.
La carte et le graphique ci-dessous montrent le gain (bleu) et la perte (rouge) de masse de glace. La différence entre ces changements de masse au cours d'une année glaciologique (septembre-août) est le TMB de la calotte glaciaire pour cette année particulière.
Gain et perte de la masse totale de glace de l'inlandsis groenlandais d'après les satellites GRACE et GRACE-FO. Les deux missions sont des satellites jumeaux séparés par une distance d'environ 220 km. Cette distance dépend de la gravité et peut être mesurée très précisément. Les changements de gravité sont à leur tour liés aux changements de masse, par exemple en raison de la perte de glace. GRACE a été lancé en mars 2002 et sa mission s'est achevée en octobre 2017. GRACE-FO a été lancé en mai 2018. Il existe donc un décalage entre les deux missions. Le changement de masse mois par mois est indiqué en milliards de tonnes (Gt). La contribution correspondante à l'élévation du niveau de la mer est également indiquée ; 100 Gt équivalent à 0,28 mm d'élévation du niveau de la mer à l'échelle mondiale. Tous les changements sont indiqués par rapport à avril 2002.
La carte montre que la majeure partie de la perte de glace se produit le long du bord de la calotte glaciaire, où des observations indépendantes indiquent également que la glace s'amincit. Sur les hauteurs du centre du Groenland, on observe une légère augmentation de la masse de glace, probablement due à une légère augmentation des chutes de neige, comme on peut s'y attendre dans un climat qui se réchauffe.
Le graphique illustre l'évolution mois par mois des changements de masse mesurés en gigatonnes, par rapport à avril 2002. L'axe gauche du graphique montre comment cette perte de masse de glace se traduit en contribution à l'élévation du niveau de la mer, 100 Gt correspondant à 0,28 mm d'élévation du niveau de la mer au niveau mondial.
Les deux méthodes de calcul du TMB ont une période commune allant du 1er avril 2002 au 31 mars 2023. Ces estimations suggèrent que la calotte glaciaire du Groenland a perdu environ de 4 578 Gt (Mankoff et al.) à 4 745 Gt (GRACE) de glace au cours de cette période. Il convient de noter que les deux méthodes sont totalement indépendantes.
Le
résultat des deux ensembles de données équivaut à environ 13 mm d'élévation
moyenne du niveau de la mer à l'échelle mondiale. Des recherches
récentes suggèrent que le déséquilibre de la calotte glaciaire du Groenland
causé par le changement climatique signifie qu'elle s'engage à contribuer au
moins 274 mm au niveau mondial des mers à l'avenir, quelles que soient les
trajectoires climatiques du 21e siècle.