Il livello del mare è l'altezza media della superficie del mare , rispetto a una linea di base sufficientemente stabile.
Difficile effettuare una misura diretta del livello medio del mare, tuttavia l' altimetria satellitare permette di mettere in relazione l'altitudine del mare con un quadro di riferimento terrestre ( geoide o sistema geodetico ). È anche possibile misurare la variazione del livello medio in funzione del tempo. Questa variazione serve come indicazione in particolare del riscaldamento globale . Tuttavia, non è possibile effettuare una misurazione diretta delle variazioni del livello medio. Infatti, molti disturbi influenzano le misurazioni con, in particolare, in ordine di importanza, la marea , gli effetti della pressione atmosferica , le mareggiate, ecc.
Si dice che questi disturbi siano alte frequenze, perché la loro firma è veloce nel tempo: pochi secondi per le onde e poche ore o giorni per le maree .
Per ottenere una stima della variazione del livello medio nel tempo è necessario sottrarre questi disturbi. Le variazioni del livello medio sono molto lente, quindi di bassa frequenza. Pertanto, è sufficiente applicare alla serie temporale delle misurazioni (registrate con un mareografo ) una funzione matematica chiamata filtro passa-basso . Questa funzione ha la caratteristica di mantenere solo le basse frequenze di un segnale. Pertanto, i disturbi vengono eliminati dal segnale. Tuttavia, per applicare questo filtro, è necessario disporre di una registrazione di alta qualità e di lunga durata (minimo 1 anno).
È inoltre necessario confrontare e integrare le misurazioni effettuate localmente in un sistema di riferimento globale comune.
La ricerca è anche interessata alla misurazione retrospettiva delle variazioni passate del livello del mare. Gli studi si basano per questo su vari indici geologici e paleoambientali (fossili, compresi i foraminiferi , analisi isotopiche, valutazione delle temperature e della salinità nel sottosuolo, ecc.).
La misurazione di un'altezza sul livello del mare pone immediatamente il problema di un punto di riferimento, cioè un punto che si assume fisso e che funge da origine per le misurazioni.
La localizzazione precisa di questo punto è legata alla definizione di un sistema di riferimento geodetico , un insieme di punti le cui coordinate sono note. Convivono diversi sistemi di questo tipo; in Francia , l' Istituto nazionale di informazione geografica e forestale utilizza, tra l'altro, una rete geodetica che copre il territorio del paese, la cui origine altimetrica è determinata da un mareografo situato a Marsiglia: definire il livello del mare in un altro luogo, visibile dalla terraferma, si può poi fare livellando .
In alto mare, una definizione moderna utilizza un geoide di riferimento, una superficie che copre il globo in modo tale che la gravità terrestre sia sempre perpendicolare ad esso in tutti i punti. In assenza di forze esterne , il livello del mare coinciderebbe con questo geoide, poiché sarebbe una superficie equipotenziale del campo gravitazionale terrestre. In realtà differenze di pressione, temperatura, salinità e correnti marine fanno sì che non sia così, anche su una media di lungo periodo: su scala globale il livello del mare non è quindi non costante e le variazioni raggiungono ±2 m rispetto al geoide di riferimento. Ad esempio, il livello dell'Oceano Pacifico a un'estremità del Canale di Panama è 20 cm più alto di quello dell'Oceano Atlantico all'altra estremità.
Il geoide di riferimento è una superficie complessa. Per semplificare il problema, utilizziamo spesso un ellissoide di riferimento ( WGS 84 ), che è più facile da modellare. Il livello del mare risultante varia invece molto di più, potendo allontanarsi da circa un centinaio di metri dall'ellissoide di riferimento a causa di anomalie gravitazionali.
Il livello del mare è variato più o meno rapidamente nel corso dei secoli.
L'ultimo minimo risale a circa 20.000 anni fa, il livello del mare era poco più di 100 m più basso di quello odierno. Nonostante ciò, il livello del mare sembra essere uno dei livelli più bassi in centinaia di milioni di anni oggi.
Le sue oscillazioni sono dovute a molteplici fattori, in particolare variazioni assolute del livello del mare ( dilatazione termica dell'acqua marina, eustatismo dovuto alle glaciazioni e aumento dell'attività delle dorsali ), variazioni assolute del livello dei continenti ( isostasi , cedimenti , tettonica , replay di difetti ).
Si noti che, d'altra parte, il ghiaccio galleggiante ( iceberg , banchisa artica) non ha alcun impatto sul livello del mare, a causa del principio di Archimede .
L'innalzamento del livello del mare, ad esempio durante la trasgressione delle Fiandre , spiega la formazione delle spiagge sospese , spiagge fossili situate al di sopra dell'attuale livello del mare.
La seguente cronologia tenta di riassumere le variazioni del livello del mare negli ultimi 30.000 anni e le sue implicazioni per la geografia (principalmente europea). Negli ultimi 10.000 anni, l'innalzamento del livello del mare è stato in media di 65 cm al secolo.
Fra gennaio 1993 e aprile 2012, l'innalzamento del livello medio del mare è stimato, dopo l'applicazione della correzione del rimbalzo post-glaciale , a 3,11 mm all'anno.
Questa misurazione, stabilita da CLS / CNES / LEGOS , si basa sulle missioni dei satelliti dell'altimetro TOPEX / Poseidon e Jason (1 e 2).
Le misurazioni delle missioni ERS (1 e 2) e ENVISAT servono come confronto per eventuali correzioni.
Le previsioni danno innalzamento del livello del mare di 11 a 77 centimetri entro la fine del XXI ° secolo, ma un nuovo studio di D r Hansen e altri 16 incontri glaciologimaggio 2015dimostra un raddoppio dello scioglimento delle masse di ghiaccio ogni 10 anni, che porterebbe ad un aumento di diversi metri entro 40-50 anni. Se tutto il ghiaccio del continente antartico si sciogliesse, il livello del mare salirebbe di 70 metri. Se il ghiaccio della Groenlandia si sciogliesse, aggiungerei altri 7 metri.
Uno studio multidisciplinare sugli archivi geologici pubblicato sulla rivista Science inluglio 2015 mostra che, durante gli ultimi periodi interglaciali, riscaldamenti di pochi gradi nelle zone polari, simili a quelli attualmente osservati, hanno portato a innalzamenti dei livelli oceanici di oltre 6 metri.