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Les relevés des températures depuis les 157 dernières années montrent une hausse générale des températures de surface accompagnée d’importants contrastes régionaux. Pour ce qui est de la moyenne dans le monde, le siècle passé a subi un réchauffement qui s’est effectué en deux étapes : entre les années 1910 et les années 1940 : hausse d’environ 0,35oC ; et hausse plus significative, d’environ 0,55oC, depuis les années 1970. La vitesse du réchauffement s’est considérablement accrue pendant les 25 dernières années, et sur les 12 dernières années, on compte 11 des 12 années les plus chaudes jamais enregistrées. Des observations à l’échelle planétaire, effectuées à la surface de la terre depuis la fin des années 1950, prouvent que la troposphère (jusqu’à une altitude de 10 km environ) s’est réchauffée un peu plus vite que la surface, tandis que la stratosphère (10-30 km) s’est sensiblement refroidie depuis 1979. Ceci correspond aux prévisions physiques et aux résultats fournis par la plupart des modèles. Le réchauffement planétaire est confirmé par le réchauffement des océans, l’élévation du niveau de la mer, la fonte des glaciers, le recul des glaces de mer dans l’Arctique et celui du manteau neigeux dans l’hémisphère Nord.
Aucun thermomètre ne saurait mesurer la température à l’échelle planétaire. Cependant, des relevés isolés, enregistrés quotidiennement sur terre par quelques milliers de stations, sont combinés à des milliers d’autres relevés effectués à la surface de la mer par des navires sillonnant les océans, afin de produire une estimation mensuelle mondiale de la température moyenne. Pour obtenir des données cohérentes sur son évolution temporelle, les analyses portent plutôt sur les anomalies (écarts par rapport aux moyennes climatiques relevées sur chaque site), car celles-ci sont plus résistantes aux changements dans la disponibilité des données. Il est désormais possible d’utiliser ces mesures pour la période allant de 1850 à nos jours, bien que leur portée n’ait été que partielle pendant la seconde moitié du XIXe siècle, bien meilleure après 1957, avec le début des relevés en Antarctique, et exhaustive depuis les années 1980, avec l’avènement des mesures par satellite.
En termes de moyenne planétaire, les températures de surface ont subi une hausse d’environ 0,74oC au cours des cent dernières années (de 1906 à 2005 ; voir figure 1). Cependant, le réchauffement ne s’est pas produit uniformément, ni également selon les saisons et les régions. Il y a eu peu de changements entre 1850 et 1915, hormis quelques pointes dues à des variations naturelles, qui pourraient néanmoins également être dues à la médiocrité de l’échantillonnage. On note une hausse des températures (0,35oC) par rapport à la moyenne planétaire entre les années 1910 et les années 1940, suivie d’un léger refroidissement (0,1oC), puis un réchauffement rapide (0,55oC) jusque vers la fin de 2006 (figure 1). Les années les plus chaudes de la série ont été 1998 et 2005 (statistiquement indiscernables), et 11 des 12 années les plus chaudes ont survenu au cours des 12 dernières années (de 1995 à 2006). Le réchauffement, en particulier depuis les années 1970, a été généralement plus fort sur terre que sur mer. Le réchauffement saisonnier à été légèrement plus fort en hiver. Les villes et les zones urbaines subissent un réchauffement supplémentaire (on parle souvent d’effet d’ilot de chaleur urbaine), mais ce réchauffement est très localisé, et on tient compte de ses effets en excluant un maximum de sites affectés des données sur la température mondiale et en admettant une marge d’erreur plus grande (ligne gris clair de la figure).
Depuis 1901, quelques régions se sont refroidies, en particulier le nord de l’Atlantique Nord au sud du Groenland. Pendant cette période, le réchauffement maximal a touché les régions continentales d’Asie et les zones boréales de l’Amérique du Nord. Néanmoins, comme ce sont des régions à forte variabilité interannuelle, le signal le plus clair du réchauffement a été donné dans certaines régions de moyennes et basses latitudes, en particulier dans les zones océaniques tropicales. La carte du monde de gauche, en bas de la figure 1, représente la courbe des températures depuis 1979, et illustre, par les couleurs dans l’océan Pacifique, les zones de réchauffement et de refroidissement imputables au phénomène El Niño.
Dans de nombreuses régions du monde (certaines parties de l’Amérique du Nord et du sud de l’Amérique du Sud, en Europe, dans le nord et l’est de l’Asie, dans le sud de l’Afrique, ainsi qu’en Australasie), on peut désormais analyser les variations à long terme des pics quotidiens de température. Depuis les années 1950, notamment, ces relevés indiquent une diminution de journées et de nuits très froides, et une augmentation de journées caniculaires et de nuits chaudes (cf. FAQ 3.3). La durée des saisons hors gel s’est allongée dans la plupart des régions des deux hémisphères sous des latitudes moyennes et élevées. Dans l’hémisphère Nord, cela se manifeste surtout par un printemps précoce.
En plus des données de surface mentionnées ci-dessus, des ballons-sondes depuis 1958, relayés par les satellites depuis 1979, ont effectué des relevés de température en altitude, couvrant une grande partie du globe. Toutes les données sont adaptées pour pouvoir être utilisées, le cas échéant, par des instruments de mesure et méthodes d’observations modernisés. Pour établir des « relevés de température par satellite » dans les couches épaisses de l’atmosphère, y compris la troposphère (jusqu’à 10 km d’altitude) et la basse stratosphère (10-30 km), on a utilisé des données satellitaires à micro-ondes. Les tendances obtenues comportent encore une certaine marge d’incertitude malgré de nouvelles analyses basées sur un calibrage recoupé perfectionné des 13 instruments de mesure installés à bord de divers satellites depuis 1979, et malgré la compensation relative aux changements du temps observé par les satellites et de leur altitudes.
Pour ce qui est des observations à l’échelle planétaire depuis la fin des années 1950, les versions les plus récentes de tous les ensembles de données disponibles indiquent que la troposphère s’est réchauffée plus rapidement que la surface, tandis que la stratosphère s’est notablement refroidie depuis 1979. Ceci correspond aux projections physiques et aux résultats de la plupart des simulations, démontrant le rôle de l’augmentation des gaz à effet de serre dans le réchauffement troposphérique et le refroidissement stratosphérique ; l’appauvrissement en ozone contribue aussi considérablement au refroidissement stratosphérique.
La hausse observée des températures en surface entraîne logiquement le raccourcissement des périodes de gel des lacs et des rivières. Par ailleurs, la masse et l’étendue glaciaires ont considérablement diminué dans le monde entier au cours du XXe siècle ; la fonte de la calotte glaciaire du Groenland est devenue flagrante ; l’enneigement a diminué dans de nombreuses régions de l’hémisphère Nord ; l’épaisseur et l’étendue des glaces de mer ont diminué dans l’Arctique en toutes saisons, en particulier au printemps et en été ; les océans se réchauffent et le niveau de la mer monte du fait de la dilatation thermique des océans et de la fonte des glaces continentales.
FAQ 3.1, Figure 1. (Graphique supérieur) Moyenne annuelle mondiale des températures relevées1 (points noirs) avec ajustements simples par rapport aux données. L’axe vertical de gauche indique les anomalies par rapport aux moyennes des années 1961-1990, l’axe vertical de droite indique la température réelle estimée (en °C). Les ajustements des tendances linéaires indiquent les 25 (en jaune), 50 (en orange), 100 (en violet) et 150 (en rouge) dernières années, et correspondent aux périodes 1981-2005, 1956-2005, 1906-2005 et 1856-2005, respectivement. À noter que pour des périodes récentes plus courtes, la pente est plus raide, ce qui indique un réchauffement accéléré. La courbe de couleur bleue représente de manière lissée les variations décennales. Pour se rendre compte de l’importance des fluctuations, les marges d’erreur décennales allant de 5% à 95% (en gris pâle) suivent le contour de la courbe (de ce fait, les valeurs annuelles ne dépassent pas ces limites). Les résultats des modélisations climatiques obtenues par les forçages radiatifs estimés pour le XXe siècle (chapitre 9) laissent à penser qu’il y a eu peu de changements avant environ 1915, et qu’une grande partie des changements survenus au début du XXe siècle est due à des causes naturelles, dont le changement du rayonnement solaire, le volcanisme et la variabilité naturelle. Entre environ 1940 et 1970, le développement industriel croissant, consécutif à la Seconde Guerre mondiale, a fait augmenter la pollution dans l’hémisphère Nord, contribuant au refroidissement, tandis que l’accroissement des concentrations de dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre ont été les facteurs dominants du réchauffement constaté à partir du milieu des années 1970. (Graphiques inférieurs) Structures des tendances linéaires des températures à l’échelle planétaire entre 1979 et 2005 ; estimations obtenues par satellite pour la surface (à gauche) et pour la troposphère (à droite) depuis la surface de la Terre jusqu’à une altitude de 10 km. Les zones en gris indiquent que les données sont incomplètes. À noter, un réchauffement plus uniforme dans l’espace, d’après les relevés satellitaires troposphériques, tandis que les variations de la température en surface concernent plus clairement les terres et les océans.