Enregistrement de température instrumentale - Instrumental temperature record

Corrélation d'ensembles de données de température instrumentales provenant de diverses sources, certaines datant de 1850.
L'animation de la NASA dépeint les changements de température de surface mondiale depuis 1880. Les bleus indiquent des températures plus fraîches et les rouges des températures plus chaudes.

L' enregistrement instrumental de la température fournit la température du système climatique de la Terre à partir du réseau historique de mesures in situ des températures de l'air de surface et des températures de surface des océans.

Les données sont collectées dans des milliers de stations météorologiques, de bouées et de navires à travers le monde. Le record de température le plus ancien est la série de données de température du centre de l'Angleterre , qui commence en 1659. Le record quasi mondial le plus long commence en 1850.

Le dossier montre une tendance à la hausse des températures ( réchauffement climatique ) entraînée par les émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine .

Au cours des dernières décennies, un échantillonnage plus étendu des températures océaniques à différentes profondeurs permet d'estimer le contenu thermique des océans , mais ces échantillons ne font pas partie des ensembles de données de température de surface mondiale .

Réchauffement total et tendances

La température moyenne mondiale et combinée de la surface terrestre et océanique montre un réchauffement de 0,85 [0,65 à 1,06] °C, entre 1880 et 2012, sur la base de plusieurs ensembles de données produits de manière indépendante. Cela donne une tendance de 0,064 ± 0,015 °C par décennie sur cette période. La tendance est plus rapide pour la terre que pour l'océan, plus rapide pour les régions arctiques et plus rapide depuis les années 1970 que la période plus longue.

Réchauffement dans le record de température instrumentale

La majeure partie du réchauffement observé s'est produite en deux périodes : vers 1900 à environ 1940 et vers 1970 ; le refroidissement/plateau de 1940 à 1970 a été principalement attribué aux aérosols sulfatés . Certaines des variations de température au cours de cette période peuvent également être dues aux modèles de circulation océanique.

L'attribution du changement de température à des facteurs naturels ou anthropiques (c'est -à-dire induits par l'homme ) est une question importante : voir réchauffement de la planète et attribution du changement climatique récent .

Les températures de l'air terrestre augmentent plus rapidement que les températures de surface de la mer. De 1979 à 2012, la tendance pour les terres était d'environ 0,254 ± 0,050 °C par décennie par CruTemp4 ou 0,273 ± 0,047 par GHCN tandis que la tendance pour les températures de surface de la mer est d'environ 0,072 ± 0,024 °C par décennie par HadISST à 0,124 ± 0,030 °C par décennie par HadSST3.

Pour 1979 à 2012, la tendance au réchauffement linéaire pour les températures combinées de la terre et de la mer a été de 0,155 °C (0,122 à 0,188 °C) par décennie, selon AR5.

Le quatrième rapport d'évaluation du GIEC a révélé que les enregistrements de température instrumentale pour le siècle dernier incluaient des effets d'îlots de chaleur urbains, mais que ceux-ci étaient principalement locaux, ayant une influence négligeable sur les tendances mondiales de la température (moins de 0,006 °C par décennie sur terre et zéro sur les océans ).

Les incertitudes dans l'enregistrement de la température, par exemple, l' effet d' îlot de chaleur urbain , sont discutées plus en détail dans une section ultérieure .

Périodes les plus chaudes

Années les plus chaudes

Au cours des dernières décennies, les nouveaux records de températures élevées ont largement dépassé les nouveaux records de basses températures sur une partie croissante de la surface de la Terre.

En janvier 2017, plusieurs agences scientifiques à travers le monde, dont la NASA et la NOAA aux États-Unis et le Met Office au Royaume-Uni, ont nommé 2016 l'année la plus chaude jamais enregistrée. Il s'agissait de la troisième année consécutive atteignant un nouveau record de température, la première fois depuis le début de la tendance actuelle au réchauffement dans les années 1970 que trois années consécutives étaient des records. Le record de 2016 signifiait que 16 des 17 années les plus chaudes se sont produites depuis 2000, 2017 étant la troisième année la plus chaude jamais enregistrée, 17 des 18 dernières années les plus chaudes se sont produites depuis 2000.

Alors que les années record peuvent attirer un intérêt public considérable, les années individuelles sont moins importantes que la tendance générale. Certains climatologues ont critiqué l'attention que la presse populaire accorde aux statistiques de « l'année la plus chaude » ; par exemple, Gavin Schmidt a déclaré que « les tendances à long terme ou la séquence attendue des enregistrements sont bien plus importantes que le fait de savoir si une seule année est un enregistrement ou non ». Parmi les records de 2015 et 2016, Schmidt a déclaré que l' événement El Niño de 2014-16 était « un facteur… mais 2015 et 2016 auraient été des records même sans lui » ; il a attribué environ 90 % du réchauffement de 2016 au changement climatique anthropique . Conformément au commentaire de Schmidt, l'annonce de la NASA / NOAA a déclaré que "les températures moyennes mondiales en 2016 étaient de 1,78 degrés Fahrenheit (0,99 degrés Celsius) plus chaudes que la moyenne du milieu du 20e siècle" et que l'impact du réchauffement d'El Niño aurait été " augmenté l'anomalie annuelle de la température mondiale pour 2016 de 0,2 degrés Fahrenheit (0,12 degrés Celsius)." Les commentaires des climatologues rapportés dans le Washington Post ont montré un fort accord pour attribuer le réchauffement principalement au changement climatique anthropique, avec une certaine contribution du réchauffement El Niño, bien qu'il y ait eu des divergences de vues sur l'importance des enregistrements individuels. Deke Arndt dirige le groupe de surveillance des Centres nationaux d'information sur l'environnement de la NOAA et a proposé une analogie dans un rapport sur la NPR : plus haut vous allez. Et le phénomène El Niño, c'est comme sauter de haut en bas pendant que vous êtes dans l'escalator. " Arndt a également déclaré que "le réchauffement à long terme est presque entièrement dû aux gaz à effet de serre". Peter Stott , directeur par intérim du Met Office, a noté l'influence de l'événement El Niño sur les températures de 2016, mais a également déclaré que "le principal contributeur au réchauffement au cours des 150 dernières années est l'influence humaine sur le climat due à l'augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère". Tim Osborn , directeur de la recherche à l' Université de East Anglia de l » Unité de recherche climatique , d' accord indiquant que « [m] ultiple lignes de confirmation de preuves indépendantes que la planète a réchauffé au cours des 150 dernières années: le réchauffement des océans, plus chaud terre, plus chaud inférieure l'atmosphère et la fonte des glaces. Cette tendance à long terme est la principale cause de la chaleur record de 2015 et 2016, dépassant toutes les années précédentes, même celles avec de forts événements El Niño.

Sur la base de l'ensemble de données de la NOAA (notez que d'autres ensembles de données produisent des classements différents), le tableau suivant répertorie le classement et l'anomalie de la température moyenne annuelle combinée des terres et des océans pour chacune des 10 années les plus chaudes jamais enregistrées.

Top 10 des années les plus chaudes (NOAA) (1880–2020)
Rang Année Anomalie °C Anomalie °F
1 2016 1,00 1,80
2 2020 0,98 1,76
3 2019 0,95 1,71
4 2015 0,93 1,67
5 2017 0,91 1,64
6 2018 0,83 1,49
7 2014 0,74 1.33
8 2010 0,72 1.30
9 2013 0,68 1.22
dix 2005 0,67 1.21

Bien que l' enregistrement des températures du NCDC commence en 1880, les reconstructions des températures antérieures basées sur des approximations climatiques suggèrent que ces années pourraient être les plus chaudes depuis plusieurs siècles, voire des millénaires, voire plus.

Décennies les plus chaudes

Reportez-vous à la légende et à la description de l'image
Changement de température mondiale - moyennes décennales, 1880-2000 (NOAA).

De nombreux cycles ont été trouvés pour influencer les températures moyennes mondiales annuelles. Le cycle tropical El Niño–La Niña et l' oscillation décennale du Pacifique sont les plus connus de ces cycles. Un examen des changements de température mondiaux moyens par décennies révèle un changement climatique continu, et AR5 rapporte que « Chacune des trois dernières décennies a été successivement plus chaude à la surface de la Terre que n'importe quelle décennie précédente depuis 1850 (voir la figure SPM.1). Hémisphère, 1983-2012 était probablement la période de 30 ans la plus chaude des 1 400 dernières années (degré de confiance moyen)".

Le graphique suivant provient des données de la NASA sur les anomalies combinées de la température de l'air à la surface des terres et de l'eau à la surface de la mer .

Années Anomalie de température, °C  ( °F ) de 1951 à 1980 moyenne Changement par rapport à la décennie précédente, °C  ( °F )
1880-1889 −0,274 °C (−0,493 °F) N / A
1890-1899 −0,254 °C (−0,457 °F) +0,020 °C (0,036 °F)
1900-1909 −0,259 °C (−0,466 °F) −0,005 °C (−0,009 °F)
1910-1919 −0,276 °C (−0,497 °F) −0,017 °C (−0,031 °F)
1920-1929 −0,175 °C (−0,315 °F) +0.101 °C (0.182 °F)
1930-1939 -0,043 °C (-0,077 °F) +0,132 °C (0,238 °F)
1940-1949 0,035 °C (0,063 °F) +0,078 °C (0,140 °F)
1950-1959 −0,02 °C (−0,036 °F) -0,055 °C (-0,099 °F)
1960-1969 −0,014 °C (−0,025 °F) +0,006 °C (0,011 °F)
1970-1979 −0,001 °C (−0,002 °F) +0,013 °C (0,023 °F)
1980-1989 0,176 °C (0,317 °F) +0,177 °C (0,319 °F)
1990-1999 0,313 °C (0,563 °F) +0.137 °C (0.247 °F)
2000-2009 0,513 °C (0,923 °F) +0.200 °C (0.360 °F)
2010–2019 0,753 °C (1,355 °F) +0,240 °C (0,432 °F)
2020-2029 (incomplet) 0,98 °C (1,76 °F) +0,23 °C (0,41 °F)

Influences sur la température globale

Les barres colorées indiquent la relation entre les différentes intensités des années El Niño (rouge, réchauffement régional) et La Niña (bleu, refroidissement régional) et les changements de la température de surface moyenne mondiale .

Les gaz à effet de serre piègent le rayonnement sortant, réchauffant l'atmosphère qui à son tour réchauffe la terre.

El Niño a généralement tendance à augmenter les températures mondiales. La Niña , en revanche, provoque généralement des années plus fraîches que la moyenne à court terme. El Niño est la phase chaude de El Niño-oscillation australe (ENSO) et La Niña la phase froide.

Les aérosols diffusent le rayonnement entrant refroidissant généralement la planète. Les volcans sont la source la plus importante, mais il existe également des sources anthropiques. Il existe plusieurs autres effets tels que les nuages. Certains aérosols comme le noir de carbone ont des effets de réchauffement.

Le changement d' utilisation des terres comme la déforestation peut augmenter les gaz à effet de serre en brûlant la biomasse . L'albédo peut également être modifié.

Le rayonnement solaire entrant varie très légèrement, la principale variation étant contrôlée par le cycle d'activité magnétique solaire d' environ 11 ans .

Températures absolues vs anomalies

Les enregistrements de la température de surface moyenne mondiale sont généralement présentés comme des anomalies plutôt que comme des températures absolues. Une anomalie de température est mesurée par rapport à une valeur de référence ou à une moyenne à long terme. Par exemple, si la valeur de référence est de 15 °C et que la température mesurée est de 17 °C, alors l'anomalie de température est de +2 °C (c'est-à-dire 17 °C -15 °C).

Les anomalies de température sont utiles pour déduire les températures moyennes de surface car elles ont tendance à être fortement corrélées sur de grandes distances (de l'ordre de 1000 km). En d'autres termes, les anomalies sont représentatives des changements de température sur de grandes surfaces et distances. Par comparaison, les températures absolues varient considérablement même sur de courtes distances.

La température absolue moyenne de la surface de la Terre pour la période 1961-1990 a été dérivée par interpolation spatiale des températures moyennes observées près de la surface de l'air à partir des régions terrestres, océaniques et de glace de mer, avec une meilleure estimation de 14 °C (57,2 °F) . L'estimation est incertaine, mais se situe probablement à moins de 0,5 °C de la valeur réelle. Compte tenu de la différence d'incertitudes entre cette valeur absolue et toute anomalie annuelle, il n'est pas valable de les additionner pour impliquer une valeur absolue précise pour une année spécifique.

Record mondial de 1850

La période pour laquelle des enregistrements instrumentaux raisonnablement fiables de la température près de la surface existent avec une couverture quasi mondiale est généralement considérée comme commençant vers 1850. Des enregistrements antérieurs existent, mais avec une couverture plus clairsemée et une instrumentation moins standardisée.

Les données de température pour l'enregistrement proviennent de mesures de stations terrestres et de navires. Sur terre, les capteurs de température sont conservés dans un écran Stevenson ou un système de température minimale maximale (MMTS) . L'enregistrement de la mer se compose de navires de surface prenant des mesures de la température de la mer à partir des entrées de moteur ou des seaux. Les enregistrements terrestres et marins peuvent être comparés. Les mesures terrestres et maritimes et l'étalonnage des instruments relèvent de la responsabilité des services météorologiques nationaux . La normalisation des méthodes est organisée par l' Organisation météorologique mondiale (et auparavant par son prédécesseur, l' Organisation météorologique internationale ).

La plupart des observations météorologiques sont prises pour être utilisées dans les prévisions météorologiques. Des centres tels que l' ECMWF montrent une carte instantanée de leur couverture ; ou le Hadley Center montrent la couverture pour la moyenne de l' année 2000 . La couverture pour le début des 20e et 19e siècles serait nettement moindre. Alors que les changements de température varient à la fois en taille et en direction d'un endroit à un autre, les chiffres de différents endroits sont combinés pour produire une estimation d'un changement moyen mondial.

Robustesse des preuves

Il existe un consensus scientifique sur le fait que le climat change et que les gaz à effet de serre émis par les activités humaines en sont le principal moteur. Le consensus scientifique est reflété, par exemple, par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l' évolution du climat (GIEC), un organisme international qui résume la science existante, et le Global Change Research Program des États - Unis .

Les méthodes utilisées pour dériver les principales estimations des tendances mondiales de la température de surface—HadCRUT3, NOAA et NASA/GISS—sont largement indépendantes.

Autres rapports et évaluations

Se référer à la légende
Ce graphique montre comment les variations à court terme se produisent dans le record global de température. Cependant, le graphique montre toujours une tendance à long terme du réchauffement climatique . Source de l'image : NCADAC.

L' Académie nationale des sciences des États-Unis , à la fois dans son rapport de 2002 au président George W. Bush et dans des publications ultérieures, a fortement appuyé les preuves d'une augmentation moyenne de la température mondiale au 20e siècle.

Les résultats préliminaires d'une évaluation réalisée par le groupe Berkeley Earth Surface Temperature et rendus publics en octobre 2011, ont révélé qu'au cours des 50 dernières années, la surface terrestre s'est réchauffée de 0,911 °C, et leurs résultats reflètent ceux obtenus à partir d'études antérieures menées par la NOAA, le Hadley Center et le GISS de la NASA . L'étude a répondu aux préoccupations soulevées par les « sceptiques », notamment l'effet d'îlot de chaleur urbain, la « mauvaise » qualité des stations et le « problème de biais de sélection des données » et a constaté que ces effets ne biaisaient pas les résultats obtenus à partir de ces études antérieures.

Variabilité climatique interne et réchauffement climatique

L'une des questions soulevées dans les médias est l'opinion selon laquelle le réchauffement climatique « s'est arrêté en 1998 ». Ce point de vue ignore la présence d'une variabilité climatique interne. La variabilité interne du climat est le résultat d'interactions complexes entre les composantes du système climatique, telles que le couplage entre l' atmosphère et l' océan . Un exemple de variabilité climatique interne est l' oscillation australe El Niño (ENSO). L' El Niño de 1998 a été particulièrement fort, peut-être l'un des plus forts du 20e siècle.

Le refroidissement entre 2006 et 2008, par exemple, était probablement dû à La Niña, à l'opposé des conditions El Niño. La zone de températures de surface de la mer plus froides que la moyenne qui définit les conditions de La Niña peut faire baisser les températures mondiales, si le phénomène est suffisamment fort. Même en tenant compte de la présence d'une variabilité climatique interne, les dernières années se classent parmi les plus chaudes jamais enregistrées. Par exemple, chaque année des années 2000 était plus chaude que la moyenne de 1990.

Température régionale

Températures mondiales moyennes de 2010 à 2019 par rapport à une moyenne de référence de 1951 à 1978. Source : NASA
Graphique du haut (complet) : 196 lignes représentent 196 pays, regroupés par continent. Chaque ligne dispose de 118 températures annuelles code couleur, montrant 1901 - 2018 motifs de réchauffement de chaque région et le pays.
- Graphique du bas (résumé) : moyenne mondiale 19012018 .
- Visualisation des données : bandes chauffantes .
Les températures à la surface des terres ont augmenté plus rapidement que les températures de l'océan, car l'océan absorbe environ 92 % de l'excès de chaleur généré par le changement climatique. Graphique avec des données de la NASA montrant comment les températures de l'air à la surface de la terre et de la mer ont changé par rapport à une référence préindustrielle.

Les tendances de température à partir de 1901 sont positives sur la majeure partie de la surface du monde, à l'exception de l'océan Atlantique au sud du Groenland, du sud-est des États-Unis et de certaines parties de la Bolivie . Le réchauffement est le plus fort dans les régions intérieures d'Asie et d'Amérique du Nord ainsi que dans le sud-est du Brésil et dans certaines régions des océans Atlantique Sud et Indien.

Depuis 1979, l'augmentation de la température est considérablement plus forte sur les terres tandis qu'un refroidissement a été observé dans certaines régions océaniques de l'océan Pacifique et de l'hémisphère sud ; la configuration spatiale de la tendance de la température de l'océan dans ces régions est peut-être liée à l' oscillation décennale du Pacifique et au mode annulaire austral .

Les tendances saisonnières des températures sont positives sur la majeure partie du globe mais un faible refroidissement est observé sur les latitudes moyennes de l'océan Austral mais aussi sur l'est du Canada au printemps en raison du renforcement de l' oscillation nord-atlantique . Le réchauffement est plus fort sur l'Europe du Nord, la Chine et l'Amérique du Nord en hiver, l'intérieur de l'Europe et de l'Asie au printemps, l'Europe et l'Afrique du Nord en été et le nord de l'Amérique du Nord, le Groenland et l'Asie orientale en automne.

Le réchauffement accru au nord de l'Eurasie est en partie lié au mode annulaire nord , tandis que dans l'hémisphère sud, la tendance à des vents d'ouest plus forts sur l'océan Austral a favorisé un refroidissement sur une grande partie de l'Antarctique, à l'exception de la péninsule Antarctique où les vents d'ouest forts diminuent les poussées d'air froid provenant de le sud. La péninsule antarctique s'est réchauffée de 2,5 °C (4,5 °F) au cours des cinq dernières décennies à la station Bellingshausen.

Enregistrements de température par satellite

Comparaison des enregistrements au sol (bleu) et satellitaires (rouge : Université de l'Alabama à Huntsville ; vert : RSS) des changements de température de surface mondiale de 1979 à 2009. Tendances linéaires tracées depuis 1982.

Les simulations de modèles climatiques les plus récentes donnent une gamme de résultats pour les changements de température moyenne mondiale. Certains modèles montrent un réchauffement plus important dans la troposphère qu'à la surface, tandis qu'un nombre légèrement inférieur de simulations montre le comportement inverse. Il n'y a pas d'incohérence fondamentale entre les résultats de ces modèles et les observations à l'échelle mondiale.

Les enregistrements satellitaires montraient des tendances de réchauffement beaucoup plus faibles pour la troposphère, qui étaient considérées en désaccord avec les prévisions du modèle ; cependant, suite aux révisions des enregistrements satellites, les tendances sont maintenant similaires.

Le cinquième rapport d' évaluation du GIEC a conclu « l'évaluation du grand nombre d'études comparant divers produits de radiosonde et de MSU à long terme, car AR4 est entravé par les changements de version de l'ensemble de données et les incertitudes inhérentes aux données. Ces facteurs limitent considérablement la capacité de tirer des inférences solides et cohérentes. de telles études sur les véritables tendances à long terme ou la valeur de différents produits de données ».

Évaluation

Le programme coopératif d'observateurs du service météorologique national des États-Unis a établi des normes minimales concernant l'instrumentation, l'emplacement et la communication des stations de température de surface. Les systèmes d'observation disponibles sont capables de détecter les variations de température d'une année sur l'autre telles que celles causées par El Niño ou les éruptions volcaniques.

L' effet d' îlot de chaleur urbain est très faible, estimé à moins de0,002 °C de réchauffement par décennie depuis 1900.

Brooks a enquêté sur les sites du Historical Climate Network (USHCN) dans l'Indiana en 2005, et a attribué à 16 % des sites une note « excellent », 59 % une note « bonne », 12,5 % une note « passable » et 12,5 % une note « médiocre » . Une étude de 2006 a analysé 366 stations de surface américaines ; les résultats indiquent relativement peu de tendances significatives de la température, et celles-ci sont généralement réparties également entre les tendances au réchauffement et au refroidissement. 95% des stations ont affiché une tendance au réchauffement après des changements d'utilisation des terres / couverture des terres, et les auteurs ont noté « cela n'implique pas nécessairement que les changements sont le facteur causal ». Une autre étude de la même année a documenté des exemples de stations de surveillance bien et mal situées aux États-Unis, y compris celles à proximité de bâtiments, de routes et d'échappements de climatisation.

Une autre étude a conclu en 2006, que les techniques empiriques existantes pour valider la cohérence locale et régionale des données de température sont adéquates pour identifier et éliminer les biais des enregistrements des stations, et que de telles corrections permettent de préserver les informations sur les tendances à long terme. Une étude en 2013 a également révélé que le biais urbain peut être pris en compte, et lorsque toutes les données de station disponibles sont divisées en zones rurales et urbaines, que les deux ensembles de température sont globalement cohérents.

Ensembles de données mondiales de surface et d'océan

La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) gère la base de données du Global Historical Climatology Network (GHCN-Monthly) contenant des données historiques sur la température, les précipitations et la pression pour des milliers de stations terrestres dans le monde. De plus, le Centre national de données climatiques (NCDC) de la NOAA, qui mesure les températures de surface, maintient un record de température mondiale depuis 1880.

HadCRUT , une collaboration entre l ' unité de recherche climatique de l' Université d' East Anglia et le Hadley Center for Climate Prediction and Research

Le Goddard Institute for Space Studies de la NASA maintient GISTEMP .

Plus récemment, l' ensemble de données Berkeley Earth Surface Temperature. Ces ensembles de données sont mis à jour fréquemment et sont généralement en accord étroit.

Carte des stations terrestres de surveillance à long terme incluses dans le Réseau mondial de climatologie historique . Les couleurs indiquent la longueur de l'enregistrement de température disponible sur chaque site.

Tendances des températures mondiales depuis janvier 1979 (le début du record de température satellitaire), mesurées en degrés Celsius par décennie, au 31 octobre 2019 :

Disque instrumental :

NOAA : +0.171

GISS (NASA) : +0.185

HadCrut (UK Met Office): +0.171

Berkeley (Air): +0.188

Berkeley (Eau): +0.165

JMA (Japon) : +0.138


Enregistrement satellite :

RSS: +0.206

UAH : +0.130

Voir également

Les références

Liens externes