La température globale de la Terre augmente-t-elle ?

La température de la Terre augmente-t-elle vraiment ? Ou, formulé autrement : le climat change-t-il vraiment ? Répondre à cette interrogation en apparence simple s’avère en réalité relativement ardu. En effet, dans un climat stable, de la même manière que les jours froids alternent avec les jours chauds, les années froides succèdent aux années chaudes, les décennies chaudes aux décennies froides, etc. À partir de quand doit-on considérer qu’il y a un changement, ou, pour être plus précis, qu’est-ce qu’un changement dans un système dont l’état varie en permanence ?

La réponse à cette question demande en premier lieu de s’interroger sur ce que serait, en l’absence de tout changement, la plage de fluctuation possible de la température. Cette notion est couramment désignée par le terme de « variabilité interne du climat ». L’évaluation de cette variabilité peut être faite de différentes manières, par exemple, via des simulations de modèles climatiques, ou encore à partir des observations passées, avec des techniques statistiques.

Dans un second temps, il faut se demander si les observations récentes peuvent être expliquées par cette variabilité interne ou si, au contraire, elles rendent compte d’une évolution plus profonde du système. Dans ce dernier cas, on peut parler de changement et, le cas échéant, d’augmentation de la température.

Une façon simple d’illustrer cette démarche consiste à évaluer, sur différentes périodes de temps, la tendance à l’augmentation des températures. La figure ci-dessous présente la courbe d’évolution de la température moyenne globale de l’atmosphère à proximité de la surface de 1850 à 2012. Il s’agit ici d’une moyenne qui couvre à la fois les continents et les océans. L’augmentation totale de température au cours de la période 1880-2012, estimée avec une tendance linéaire, est de 0,85 °C (GIEC, 2013). Sur une période aussi longue, on estime que les variations de température susceptibles d’être induites par la variabilité interne ont 90% de chance d’être comprises entre -0,2 et +0,2°C, ce qui est très en deçà du réchauffement observé. La probabilité que la tendance observée soit uniquement due à la variabilité interne est donc ici extrêmement faible, très largement inférieure à 1 chance sur 1 000. On peut dès lors conclure que le réchauffement observé ne peut pas être expliqué seulement par la variabilité interne du système climatique. Cette conclusion principale a par ailleurs été confirmée par de nombreuses études, et reste valable pour différentes manières d’estimer la variabilité interne. Par conséquent, « la température augmente vraiment », puisque la hausse observée va bien au-delà des variations attendues en l’absence de changement.

D’autres commentaires peuvent être faits à propos de cette figure.

Tout d’abord, la série donne l’impression d’un réchauffement qui tend à s’accélérer. Cette impression est confirmée par le calcul des tendances sur différentes sous-périodes s’achevant en 2012, qui indique que plus la période est courte, plus le rythme de réchauffement semble élevé : 0.64°C/siècle entre 1880 et 2012, 1,18°C/siècle entre 1951 et 2012, et 1,51°C/siècle entre 1979 et 2012. Mais, dans le même temps, plus la période est courte, et plus les variations liées à la variabilité interne sont importantes. On peut alors se demander quelle est le période de temps permettant de mettre le mieux en évidence les changements en cours (ou en langage plus scientifique, de maximiser le rapport signal sur bruit). Dans l’exemple présenté, c’est l’étude des 60 dernières années qui est la plus appropriée, ce qui donne une idée des échelles de temps les plus adaptées pour étudier les changements récents.

Ensuite, on peut constater que la tendance au réchauffement semble « se tasser » au cours des dernières années (après qu’une année particulièrement chaude ait été observée en 1998). La température a-t-elle cessé d’augmenter ? Cette question a été et continue d’être discutée par les scientifiques. Pour y répondre, on peut utiliser la même démarche et se demander dans quelle plage de valeurs fluctue une tendance linaire calculée sur seulement 15 ans (par exemple entre 1998 et 2012), du fait de la variabilité interne. Le calcul montre que sur une période aussi courte, l’effet attendu de la variabilité interne est considérable et peut moduler d’environ ±1 °C/siècle la valeur réelle. Ainsi, le tassement apparent observé jusqu’à récemment ne permet pas de conclure que la température a cessé d’augmenter. Ce tassement n’est pas même suffisant, en réalité, pour considérer que le rythme du réchauffement a ralenti. Certains scientifiques ont également pu suggérer que des périodes sans réchauffement apparent pourraient tout à fait être observées au milieu du xxie siècle, même dans un scénario de fort réchauffement sur l’ensemble du siècle. Signalons enfin que depuis 2012, les années 2014 puis 2015 ont été tour à tour les années les plus chaudes depuis le début des observations, 2015 étant même largement au-dessus de ses rivales. Ainsi, en dépit du rôle de la variabilité interne (un événement « Nino ») dans ce récent record, les observations récentes sont bien cohérentes avec l’idée d’un réchauffement qui se poursuit.