Le point sur le climat global

Au cours des dernières années, de nombreux points du globe ont été frappés par des évènements extrêmes : canicules, sécheresses, pluies diluviennes, inondations catastrophiques, gigantesques feux de forêt, éboulements dans les massifs montagneux … Pour connaître la tendance et savoir si ces phénomènes sont la conséquence de l’évolution du climat global, il faut disposer d’un suivi régulier du climat global. Le GIEC fait systématiquement le point sur le climat dans ses rapports. Mais la fréquence de parution de nouveaux rapports est faible au regard de l’évolution des manifestations du réchauffement climatique. Le dernier état du climat remonte à 2021. Le prochain rapport est prévu pour 2029 avec en intermédiaire en 2027 un rapport se concentrant sur les villes. Pour que les personnes concernées, dont en particulier les décideurs politiques, aient un bon suivi, 50 scientifiques venant de 40 organismes de recherche (universités, laboratoires) du monde se sont organisés en créant l’initiative « Indicators of Global Climate Change » (IGCC, indicateurs du changement du climat global), qui produit chaque année depuis 2023 un rapport sur l’état du climat moyen sur l’ensemble de l’année précédente. Les données présentées ci-dessous sont extraites du rapport^[1] publié en 2025, sur l’état du climat en 2024.

Un climat se caractérise par un certain nombre d’indicateurs météorologiques. Le climat étant par nature très fluctuant, il faut considérer non pas les valeurs instantanées des paramètres météorologiques considérés, mais leurs moyennes sur une période pas trop courte, typiquement une dizaine d’années.  Pour mettre en évidence une éventuelle évolution du climat, ce n’est pas la valeur de l’indicateur mais son évolution par rapport à une période antérieure qui sert de référence.

La donnée météorologique la plus souvent mentionnée dans l’évolution du climat est la température moyenne à la surface du globe. Elle est mesurée dans les relevés météorologiques au sol et par satellite. L’indicateur utilisé est l’évolution de la moyenne annuelle de cette température de surface par rapport à la moyenne sur la période 1850-1900 (figure 1). Pour la décennie 2011-2020 l’écart par rapport à la référence est un réchauffement moyen de 1,09 degrés. La même moyenne effectuée sur la décennie 2015-2024 donne un réchauffement de 1,24 degrés par rapport à la même période de référence.

L’origine du réchauffement : les scientifiques avaient prévu dès la fin du 19^ème siècle, qu’un accroissement de la concentration de certains gaz dans l’atmosphère allait avoir un tel effet. Les gaz responsables de cet effet sont les gaz à effet de serre qui absorbent le rayonnement infra-rouge. C’est grâce à l’effet de serre que la Terre a une température moyenne de l’ordre de 15°C qui y permet la vie ; sans effet de serre la température moyenne y serait de -18°C

Le réchauffement à la surface du globe s’est donc clairement accéléré. Les fluctuations naturelles du climat, en particulier El Niño y ont partiellement contribué^[2].

 Figure 1 : évolution de la température moyenne à la surface du globe depuis 1850. En rouge, les valeurs annuelles ; en noir, la moyenne décennale glissante.

L’accroissement des températures n’est pas uniforme à la surface du globe. Il est plus élevé aux hautes latitudes et sensiblement plus élevé sur les continents que sur les océans. En outre, sur les continents il s’accélère, passant de 1,55 degrés par rapport à la période de référence pour la décennie 2009_2018, à 1,90 degrés pour la décennie 2015-2024. Comme nous le verrons plus bas, le réchauffement affecte l’environnement, ce qui affecte à son tour le climat.

Les gaz à effet de serre

Les gaz à effet de serre naturellement présents dans l’atmosphère sont la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄), l’ozone (O₃), le protoxyde d’azote (N₂O) appelé aussi oxyde nitreux. Les activités humaines injectent ces divers gaz dans l’atmosphère. S’y ajoutent d’autres gaz à effet de serre : composés chlorés, fluorés ou soufrés, produits par l’industrie.

La vapeur d’eau injectée dans l’atmosphère n’y séjourne qu’au plus une quinzaine de jours^[3] avant d’en être éliminée par précipitation. En revanche, les autres gaz à effet de serre s’accumulent dans l’atmosphère pendant une dizaine d’années à plusieurs siècles avant d’en être éliminés soit par des réactions chimiques, soit par absorption par l’eau et la végétation à la surface du globe. Du fait de cette accumulation, les gaz injectés continuellement dans l’atmosphère voient leur concentration y augmenter, ce qui accroît l’effet de serre et donc le réchauffement.

De tous les gaz à effet de serre émis par les activités humaines, il en est un dont la contribution au réchauffement domine très largement les autres, c’est le dioxyde de carbone CO₂. Pour chiffrer le total des émissions de gaz à effet de serre, les quantités des autres gaz sont converties en « équivalent CO₂ » correspondant à la masse de CO₂ qui aurait le même effet que la masse du gaz considéré qui a été émise. Le total des émissions est donc exprimé en « équivalents CO₂ » notés CO_2e. Les émissions annuelles de CO_2e dans la décennie 1970-1979 étaient de 30,9 milliards de tonnes ; elles sont montées à 52,9 milliards de tonnes dans la décennie 2010-2019 et elles étaient de 55,4 milliards de tonnes en 2023. Les émissions continuent donc à augmenter, mais l’augmentation a été moindre ces toutes dernières années.

Le dioxyde de carbone représente les 3/4 des émissions de gaz à effet de serre. 90 % de ces émissions proviennent de la combustion de combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel). Le reste des émissions de CO₂ provient de la déforestation et de changements d’usages des sols, et, dans une moindre mesure de la fabrication du ciment et de l’acier.

Le méthane est un gaz de fermentation : dans les zones humides (comme les rizières) ; fermentation des déchets. Une part importante de ses émissions provient de fuites dans l’extraction, le transport et l’utilisation du gaz naturel, qui est de fait du méthane. Les émissions annuelles de méthane sont passées de 8,4 milliards de tonnes de CO_2e pour la décennie 2010-2019 à 9,2 milliards de tonnes en 2023. Les émissions de protoxyde d’azote N₂O proviennent des engrais de nitrates utilisés dans l’agriculture. Elles sont passées pour les mêmes périodes de 2,7 à 2,9 milliards de tonnes. Les gaz industriels élaborés pour leurs propriétés physiques et leur très grande stabilité chimique ont vu leurs émissions progresser de 1,4 à 1,9 milliards de tonnes pour les mêmes périodes.

D’autres gaz à effet de serre, tel l’ozone, ne sont pas injectés dans l’atmosphère mais s’y forment par des réactions entre l’atmosphère et des composés réactifs à vie courte. L’ozone (O₃), un gaz à effet de serre important, est ainsi formé dans des réactions faisant intervenir divers gaz émis par les activités humaines tels que les oxydes d’azote (notés NO_X) ou divers composés organiques volatils.

Les émissions et les concentrations atmosphériques des gaz à effet de serre augmentent depuis des décennies (figure 2). La crise covid a entrainé une baisse temporaire des émissions ; cependant la durée de vie de ces gaz dans l’atmosphère fait que leur concentration a continué d’augmenter même pendant la crise covid.

Figure 2 : La figure de gauche montre l’évolution des émissions de gaz à effet de serre par les activités humaines. Les émissions croissent toujours. On note toutefois que la croissance en est moins élevée dans la dernière décennie. La persistance des émissions se traduit par la poursuite de l’augmentation de la concentration atmosphérique de ces gaz (figure de droite^[4]).

Forçage radiatif

La Terre reçoit de l’énergie sous forme de rayonnement solaire. Toute l’énergie qui fait fonctionner la machine climatique vient du Soleil. Une partie du rayonnement solaire est réfléchie vers l’espace ; le reste est absorbé par la Terre sous forme de chaleur.

La surface de la Terre se refroidit en émettant un rayonnement infrarouge. Une partie de ce rayonnement part vers l’espace. Si la quantité d’énergie envoyée vers l’espace est égale à celle du rayonnement solaire absorbé, la température moyenne à la surface de la Terre reste stable. Si ces deux quantités diffèrent, la température augmente ou diminue selon que l’énergie quittant la Terre est inférieure ou supérieure à celle qui nous vient du Soleil. L’accroissement de l’effet de serre diminue la quantité d’énergie qui part vers l’espace, augmentant ainsi la température à la surface du globe. On désigne l’écart entre l’énergie reçue et l’énergie quittant la Terre sous le nom de bilan radiatif. Faire évoluer le bilan radiatif s’appelle un forçage radiatif. Divers processus naturels ou résultant de l’action de l’homme (appelée action anthropique) provoquent un tel forçage. Parmi les processus naturels, on peut noter les variations de l’intensité du rayonnement solaire, l’action des volcans … Parmi les processus anthropiques, autres que les émissions de gaz à effet de serre, notons les traînées d’avions, le changement d’utilisation des sols par le biais du changement induit du pouvoir réflecteur du sol … La figure 3 montre l’intensité (W.m^-2 des différentes composantes du forçage radiatif en 2024 par rapport à 1750.

Figure 3 : les composantes du forçage radiatif en 2024. Les seuls effets refroidissants sont le changement d’utilisation des sols qui augmente le pouvoir réflecteur de la surface, et surtout les aérosols tant par leur effet d’écran sur le rayonnement solaire que par leurs interactions avec les nuages qui accroissent le pouvoir réflecteur de ceux-ci. Les barres horizontales noires indiquent les marges d’incertitude.

Figure 4 : Évolution des diverses composantes du forçage radiatif depuis le début de l’ère industriel. L’incertitude sur le forçage radiatif total est montrée par la zone engrisé : la probabilité que le forçage soit hors de cette zone est inférieur à 5 %. Cette figure montre aussi le rôle refroidissant majeur mais de courte durée (2 ans environ) de l’effet des éruptions volcaniques majeures (la plus récente est celle du Pinatubo en 1991) : le soufre injecté dans la stratosphère forme un écran atténuant le rayonnement solaire incident.

Tous les forçages vont dans le sens d’un effet réchauffant du climat global (figure 4), à l’exception de deux :

• la déforestation et la bétonisation des terres ont augmenté le pouvoir réflecteur des surfaces en jeu, réduisant le chauffage de ces surfaces par le rayonnement solaire ;
• l’émission d’aérosols, très importante avec le développement industriel qui a suivi la 2^ème guerre mondiale, a entraîné une diminution de l’intensité du rayonnement solaire qui atteint le sol et donc limité le réchauffement. Les mesures de réduction d’émissions prises à partir des années 1980 pour réduire la pollution par ces aérosols, ont réduit leur effet refroidissant, phénomène qui s’est accru depuis 3 ans avec les réductions drastiques des émissions de soufre par les bateaux.

Chaleur stockée par les enveloppes de surface de la Terre

Pour bien appréhender le réchauffement, il est utile de considérer quelle quantité de chaleur est, année après année, stockée par la Terre et dans quel milieu. C’est ce que montre la figure 5.

Figure 5 : À gauche, évolution de la chaleur^[5] accumulée sur Terre depuis 1971.Les océans ont stocké 91 % de cette chaleur ; 5 % l’ont été par les continents, ; 3 % ont servi à réchauffer et fondre la glace, et L’atmosphère n’en a absorbé que 1 %.  La figure de droite montre l’évolution de la vitesse de réchauffement par périodes de 20 ans, 10 ans pour le dernier point.

Contribution humaine au réchauffement

Les gaz à effet de serre émis par les activités humaines sont de loin le principal contributeur au réchauffement observé (tableau 1). Comme on l’a vu avec les forçages, certaines activités ont un effet refroidissant. La contribution naturelle ne compte que pour 4 % du réchauffement. 

Tableau 1 : part des divers responsables de l’évolution intégrée par décennie du réchauffement par rapport à la moyenne de la période de référence 1850-1900^[6].

Le tableau montre un accroissement du forçage de la décennie débutant en 2010 à la décennie débutant 5 ans plus tard. Ceci s’est traduit par une accélération du réchauffement à la surface du globe. De fait, la vitesse d’accroissement décennal de la température est passé de 0,26°C pour la période 2010 à 2019, à 0,27°C pour la période 2015 à 2024. La fluctuation naturelle du climat, en particulier l’oscillation El Niño La Niña, a partiellement contribué à cette accélération.

Précipitations sur les continents^[7]

La Terre a vu sa température augmenter, ce qui se traduit par des modifications du cycle de l’eau. Les océans plus chauds évaporent davantage d’eau ; l’évapotranspiration des plantes croît ; l’humidité atmosphérique augmente de 7% par degré de réchauffement^[8], entraînant une augmentation de 1 à 3% des précipitations et des modifications du ruissellement au sol.

Figure 6 : diverses séries de mesures annuelles de précipitation globale sur les continents. L’évolution moyenne n’est pas nette au cours des 5 dernières décennies, du fait de la très forte variabilité des précipitations.

Globalement, l’humidité spécifique^[9] sur les continents n’a cessé d’augmenter, mais la quantité d’eau apportée accuse une forte variabilité d’une année et d’une décennie à l’autre. Elle est fortement conditionnée par les évènements El Niño (des anomalies du système des vents et des courants océaniques se produisant tous les 3 à 7 ans sur le Pacifique sud) qui conditionnent la mousson et/ ou les périodes arides. Les variations interannuelles de la pluviométrie sont trop fortes pour qu’on puisse mettre en évidence une tendance claire de la pluviométrie.

Montée du niveau de la mer

Le réchauffement de l’eau des océans en fait dilater le volume et donc monter le niveau de la mer. Une seconde cause de montée de ce niveau est la fonte des glaces continentales, tant polaires qu’alpines, qui entraîne un apport massif d’eau à l’océan. Avant 1992, le niveau de la mer était mesuré par des marégraphes. C’était donc une mesure relative au support du marégraphe, lui-même susceptible de variations d’altitude par les tassements ou dilatations de terrain et du fait de l’isostasie^[10]. Depuis 1992, la mesure est effectuée par satellite, permettant une bien meilleure définition de l’altitude du niveau de l’eau. Le tableau 2 met en évidence la forte accélération de la montée de ce niveau.

Tableau 2 :la montée du niveau de la mer s’est notablement accélérée.

Budget carbone restant

Selon l’accord de Paris (établi par la COP 21 en 2015) le réchauffement en 2100 doit être inférieur à 2°C et si possible ne pas dépasser 1,5°C par rapport à l’ère préindustrielle (avant 1850). Les travaux du GIEC (rapport « Réchauffement planétaire de 1,5 degrés »^[11]) ont mis en évidence l’importance sur les impacts du réchauffement, d’une limitation à 1,5°C plutôt qu’à 2°C.

La valeur du réchauffement qui sera atteint dépend de la quantité totale de carbone qui aura été injectée dans l’atmosphère. Pour qu’on ait une chance sur deux que le réchauffement ne dépasse pas 1,5°C, la quantité de carbone encore permise à partir du début 2025 est de 130 milliards de tonnes, ce qui fait moins de 4 ans au rythme actuel des émissions anthropiques de 40 milliards de tonnes par an. Pour une limite à 2°C, la quantité permise est de 1050 milliards de tonnes, soit 26 ans.

Extrêmes climatiques

Pour caractériser l’évolution du climat, on considère essentiellement les valeurs moyennes de paramètres météorologiques ou environnementaux. Mais ce à quoi nous sommes le plus sensibles, ce qui perturbe le plus fortement notre vie, ce sont les extrêmes. Les extrêmes sont des évènements anormaux, pour la saison à laquelle ils se produisent, par leur intensité, leur durée ou leur étendue spatiale. L’année 2023 a été particulièrement riche en de tels évènements^[12], dus à la conjonction entre le réchauffement climatique global et, dans une certaine mesure, les oscillations naturelles du climat dont El Niño - La Niña, est un exemple.

Les maxima de températures sont en augmentation constante, augmentation qui s’est accélérée dans les années 1990 (figure 7).

Figure 7 : diverses séries de températures ont servi à calculer le maximum annuel de température moyenné sur l’ensemble des continents à l’exception de l’Antarctique. Ce maximum annuel est en nette augmentation depuis les années 1980. Les valeurs sont les écarts par rapport à la moyenne sur 1850-1900.

Des records de température ont été battus dans de multiples parties du globe, souvent simultanément et de manière très précoce dans l’année, avec des chaleurs printanières atteignant des valeurs qui ne se produisent normalement qu’en été (figure 8). Ce phénomène a, selon les régions, été accompagné d’un déficit hydrique du sol (sud-ouest de l’Europe et en Afrique du Nord), ou au contraire, d’un excès d’humidité (Asie du sud-est). Le printemps austral a été marqué dès septembre par de fortes chaleurs exacerbées par El Niño dans de larges parties de l’hémisphère sud.
 

Figure 8 : En divers endroits du globe, au printemps 2023 de l’hémisphère considéré, la température a atteint des valeurs notablement différentes du maximum printanier en ces endroits sur la période 1990 – 2020, a des dates souvent plus précoces.

L’été 2023 a vu battre des records de chaleur dans l’hémisphère nord, souvent simultanément, sur tous les continents. L’antarctique a aussi subi des chaleurs exceptionnelles qui ont conduit à un record de faiblesse de la surface de la banquise. Par contraste, certaines régions de l’hémisphère nord ont connu des extrêmes de froid avec des couvertures de neige exceptionnelles.

De nombreuses régions ont connu des précipitations catastrophiques, les extrêmes allant jusqu’à 600 mm en 24h. L’Océan Indien a produit le cyclone Freddy à la longévité record de 35 jours, qui a balayé toute la largeur de l’océan et a frappé 3 fois le continent Africain. La Chine a subi des précipitations considérables ponctuées par plusieurs typhons avec des pluies extrêmes. La Méditerranée orientale a connu des précipitations extrêmes apportées par la tempête Daniel.

Diverses régions connaissent des sécheresses depuis plusieurs années. Certaines ont perduré en 2023 ; d’autres ont vu la sécheresse céder la place à des pluies excessives ou au contraire des fortes pluies suivies de sécheresses. L’aridité a aussi frappé de nouvelles régions.

Les tempêtes de sable ont été fréquentes en 2023, avec 17 évènements (un nombre record depuis 2011) dont 10 concentrés sur mars et avril ; la tempête la plus sévère ayant duré 5 jours a impacté 3,4 millions de km² en Chine du nord.

L’année 2023 a aussi battu des records en termes de feux de forêt. Notons en particulier les gigantesques incendies au Canada qui ont brûlé 18,5 millions d’hectares et émis 1,5 milliards de tonnes de CO₂, l’équivalent du total des 22 années précédentes. Des incendies gigantesques ont aussi dévasté l’île Maui, la deuxième plus grande île d’Hawaï.

Ces divers évènements extrêmes ont été particulièrement importants en 2023. L’évènement El Niño seul aurait pu causer de tels évènements, mais leur amplitude aurait été bien moindre en l’absence de réchauffement climatique.

Conclusion

Le réchauffement climatique se poursuit à un rythme soutenu, avec des conséquences fortes, qui peuvent devenir catastrophiques quand se produit un fort évènement El Niño comme cela a été le cas en 2023. L’action de l’homme joue un rôle important dans cette évolution du climat et ses impacts. Il est urgent de réduire massivement les émissions de gaz à effet de serre et particulièrement celles de dioxyde de carbone produit dans la combustion des combustibles fossiles : charbon, pétrole et gaz naturel.

[1] Indicators of Global Climate Change 2024 : annuall update of key indicators of the state of the climate system and human influence, Piers M. Forster et al. (https://essd.copernicus.org/articles/17/2641/2025/ )

[2] Une des caractéristiques d’un évènement El Niño est un réchauffement du Pacifique équatorial, qui entraîne un accroissement de la température moyenne globale à la surface de la Terre.

[3] La quantité de vapeur d’eau qui peut rester dans l’atmosphère dépend uniquement de la température de l’atmosphère, indépendamment de la quantité qui y est injectée. La vapeur d’eau entrant dans l’atmosphère provient essentiellement de l’évaporation sur les océans.

 [4] Les concentrations sont exprimées en parties par million (ppm) en volume pour le CO₂ (échelle de gauche)et en parties par milliard (ppb) en volume pour le CH₄ et le N₂O (échelles de droite).

 [5] L’unité utilisée est le zettajoule. Le préfixe zetta signifie 10²¹, soit mille milliards de milliards.

 [6] Les valeurs obtenues pour les divers paramètres résultant de jeux de mesures disparates, il n’est pas étonnant que la somme des valeurs des composantes du forçage ne soit pas rigoureusement égale au forçage total.

[7] Les précipitations sont faciles à mesurer sur les continents, et c’est là qu’elles sont particulièrement importantes pour l’homme et l’environnement : pour la végétation, pour la disponibilité en eau, pour l’action de l’eau sur les sols ...

[8] La vapeur d’eau étant un gaz à effet der serre, cette augmentation de l’humidité atmosphérique accroît le réchauffement.

[9] Masse d’eau contenue dans l’atmosphère divisée par la masse de cette atmosphère humide.

[10] La croûte supérieure e la Terre flotte sur le manteau. Une variation de masse de la croûte, par exemple la fonte des glaces continentales, provoque localement une variation de la flottaison de la croûte sur le manteau et donc du niveau de la surface du sol.

[11] https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/2/2019/09/IPCC-Special-Report-1.5-SPM_fr.pdf

[12] Zhang, W. X., et al., 2024: 2023: Weather and climate extremes hitting the globe with emerging features. Adv. Atmos. Sci., 41(6), 1001−1016, https://doi.org/10.1007/s00376-024-4080-3

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