Que nous apprennent les observations de température ?
C'est à partir de milliers de relevés quotidiens, effectués sur terre comme sur mer, que l'on obtient une estimation mensuelle mondiale de la température moyenne. Ces mesures possibles depuis les années 1850 se sont améliorées après 1957 avec le début des relevés en Antarctique, et ont été complétées à partir de 1979 par les mesures satellitaires.
a. Anomalies observées de températures moyennes en surface, combinant les terres émergées et les océans, de 1850 à 2012
b. Évolution de la température en surface observée entre 1901 et 2012 © Giec GT1 2013
a) Anomalies observées de températures moyennes en surface, combinant les terres émergées et les océans, de 1850 à 2012, tirées de trois ensembles de données. Partie supérieure: valeurs moyennes annuelles. Partie inférieure : valeurs moyennes décennales comprenant l'estimation d'incertitude pour un ensemble de données (noir). Les anomalies sont relatives à la moyenne sur la période 1961−1990.
b) Carte de l'évolution des températures en surface observée entre 1901 et 2012, dérivée des tendances de températures déterminées par régression linéaire d'un ensemble de données (courbe orange dans la partie a). Les tendances ont été calculées uniquement pour les régions où la disponibilité des données permet une estimation robuste (c'est-à-dire, uniquement pour les mailles présentant des relevés complets à plus de 70 % et plus de 20 % de données disponibles dans les 10 premiers et 10 derniers % de la période temporelle). Les autres régions sont en blanc. Les mailles pour lesquelles la tendance est significative au niveau de 10 % sont indiquées par le signe +.
Les données du Giec 2013
En termes de moyenne planétaire, les températures de surface ont subi une hausse d'environ 0,85 °C, point moyen d'une fourchette d'incertitude située entre +0,65 et +1,06, au cours de la période1880 à 2012.
Chacune des trois dernières décennies a été successivement plus chaude à la surface de la Terre que toutes les décennies précédentes depuis 1850. Les années 1983 à 2012 constituent probablement la période de 30 ans la plus chaude qu'ait connue l'hémisphère Nord depuis 1 400 ans.
Le réchauffement sur le dernier siècle 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.
Les observations du niveau de la mer et des nappes glaciaires
Les nappes glaciaires et le manteau neigeux
Au cours des deux dernières décennies, la masse des nappes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique a diminué, les glaciers de presque toutes les régions du globe ont continué à se réduire et l'étendue de la banquise arctique et celle du manteau neigeux de l'hémisphère Nord au printemps ont continué à diminuer.
L'étendue moyenne annuelle de la banquise arctique a diminué au cours de la période 1979–2012 à une vitesse qui se situait très probablement entre 3,5 et 4,1 % par décennie (entre 0,45 et 0,51 million de km² par décennie).
On peut affirmer, avec un degré de confiance très élevé que l'étendue du manteau neigeux de l'hémisphère Nord a diminué depuis le milieu du XXe siècle (voir figure). L'étendue du manteau neigeux de l'hémisphère Nord a diminué de 1,6 [0,8 à 2,4] % par décennie pour mars et avril, et 11,7 [8,8 à 14,6] % par décennie pour juin au cours de la période 1967−2012. Au cours de cette période, l'étendue du manteau neigeux dans l'hémisphère Nord n'a pas montré d'augmentation statistiquement significative, quel que soit le mois.
Différents indicateurs observés des évolutions du climat du globe © Giec GT1 2013
a) étendue moyenne du manteau neigeux de l'hémisphère Nord en mars-avril (printemps);
b) étendue moyenne de la banquise arctique en juillet-août-septembre (été);
c) évolution de la moyenne globale du contenu thermique de l'océan superficiel (0-700 m) aligné par rapport à 2006-2010, et par rapport à la moyenne de tous les ensembles de données pour 1970;
d) niveau moyen des mers par rapport à la moyenne 1900-1905 de l'ensemble de données le plus long, avec tous les ensembles de données alignés par rapport à 1993 (la première année de données d'altimétrie par satellites). Toutes les séries chronologiques (courbes de couleur représentant différents ensembles de données) indiquent des valeurs annuelles et, lorsqu'elles sont estimées, les incertitudes sont représentées par des zones de différentes couleurs.
Le niveau de la mer
Les données des marégraphes, puis, depuis 1993, celles des satellites altimétriques Topeix-Poséidon et Jason mettent en évidence une élévation du niveau moyen mondial de la mer.
D'après le rapport du Giec 2013, le niveau mondial moyen de la mer s'est élevé à une vitesse moyenne de 2,0 [1,7–2,3] mm par an entre 1971 et 2010. Cette vitesse a été supérieure entre 1993 et 2010, soit environ 3,2 [2,8–3,6] mm par an. On ne sait pas précisément si cette vitesse plus rapide pour 1993-2003 correspond à la variabilité décennale ou à un accroissement de la tendance à long terme.
Le réchauffement océanique constitue l'essentiel de la hausse de la quantité d'énergie emmagasinée au sein du système climatique et représente plus de 90 % de l'énergie accumulée entre 1971 et 2010 (degré de confiance élevé). Il est quasiment certain que l'océan superficiel (jusqu'à 700 m de profondeur) s'est réchauffé entre 1971 et 2010 , et ce dernier s'est probablement réchauffé entre les années 1870 et 1971.
À l'échelle mondiale, le réchauffement de l'océan est plus prononcé près de la surface et les 75 premiers mètres de profondeur se sont réchauffés de 0,11 [0,09 à 0,13] °C par décennie sur la période 1971−2010.
Comment expliquer cette élévation du niveau de la mer ?
Sur la période 1993-2010, l'élévation du niveau moyen des mers est, avec un degré de confiance élevé, en accord avec la somme des contributions observées de l'expansion thermique océanique due au réchauffement (1,1 [0,8 à 1,4] mm par an ) et des changements affectant les glaciers (0,76 [0,39 à 1,13] mm par an), la calotte du Groenland (0,33 [0,25 à 0,41] mm par an), la calotte de l'Antarctique (0,27 [0,16 à 0,38] mm par an) et le stockage d'eaux continentales (0,38 [0,26 à 0,49] mm par an). La somme de ces contributions est de 2,8 [2,3 à 3,4] mm par an.
Le dioxyde de carbone et autres gaz à effet de serre
Les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone, de méthane et de protoxyde d'azote ont augmenté pour atteindre des niveaux sans précédent depuis au moins 800 000 ans. La concentration du dioxyde de carbone a augmenté de 40 % depuis l'époque préindustrielle. Cette augmentation s'explique en premier lieu par l'utilisation de combustibles fossiles et en second lieu par le bilan des émissions dues aux changements d'utilisation des sols. L'océan a absorbé environ 30 % des émissions anthropiques de dioxyde de carbone, ce qui a entraîné une acidification de ses eaux.
Les concentrations de CO2, CH4 et N2O dépassent désormais fortement les plus hautes valeurs de concentrations enregistrées dans les carottes de glace pour les 800 000 dernières années.
Différents indicateurs observés décrivant les changements affectant le cycle du carbone global © GIEC GT1
a) mesures des concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) effectuées à Mauna Loa (19° 32 ‘N, 155° 34' O – en rouge) et au pôle Sud (89° 59' S, 24° 48' O – en noir) depuis 1958;
b) mesures de la pression partielle du CO2 dissous à la surface de l'océan (courbes en bleu) et mesures in situ du pH (courbes en vert), une mesure de l'acidité de l'eau de mer. Les mesures présentées proviennent de trois stations de l'océan Atlantique (29° 10' N, 15° 30' O – bleu foncé/vert foncé; 31° 40' N, 64° 10' O - bleu/vert) et de l'océan Pacifique (22° 45' N, 158° 00' O – bleu clair/vert clair).
Entre 1750 et 2011, les émissions de CO2 dues à l'utilisation de combustibles fossiles et à la production de ciment ont libéré 375 [345 à 405] GtC dans l'atmosphère et l'on estime que la déforestation et d'autres changements d'utilisation des sols ont relâché 180 [100 à 260] GtC. Cela se traduit par des émissions cumulées de 555 [470 à 640] GtC.
1 gigatonne de carbone (GtC) = 1015 grammes de carbone (gC). Cela correspond à 3,667 Gt CO2
Parmi ces émissions anthropiques cumulées de CO2, 240 [230 à 250] GtC se sont accumulées dans l'atmosphère, 155 [125 à 185] GtC ont été absorbées par les océans et 160 [70 à 240] GtC se sont accumulées dans les écosystèmes terrestres naturels (c'est-à-dire le puits continental résiduel, hors usage de sols, intégré dans le temps).
La vapeur d'eau est le premier GES par ses impacts climatiques mais son évolution que l'on ne pourrait d'ailleurs pas représenter sur cette période de 20 000 ans, n'est que peu affectée par les émissions directes d'origine humaines (évaporation liée à l'irrigation, tour de refroidissement des centrales nucléaires, …). Le constat n'est évidemment pas le même pour les émissions indirectes de vapeur d'eau d'origine humaine qui elles augmentent fortement (en particulier à cause du réchauffement qui augmente l'évaporation au-dessus des océans).
Graphique animé montrant l'évolution du CO2 atmosphérique, production de la NOAA..
