Pour caractériser rigoureusement le climat d'un lieu, il est donc indispensable de disposer, pour une durée minimale de 30 ans, de données quotidiennes horaires ou trihoraires relatives à la température de l'air et du sol, aux précipitations, aux vents en vitesse et direction, à la pression atmosphérique, à l'humidité de l'air, à l'insolation, à l'évaporation, à la nébulosité, à l'épaisseur de la couche de neige, au rayonnement solaire direct, diffus et global... Ces mesures sont effectuées dans des conditions identiques dans les stations du réseau mondial de la veille météorologique, mais la répartition spatiale des stations est très inégale : le réseau est plus dense dans les pays industriels que dans les pays en voie de développement, beaucoup plus dense sur les continents que sur les océans. À ces données, il faut ajouter celles relatives à la troposphère (la couche inférieure de l'atmosphère), obtenues par les radiosondages effectués à partir des stations synoptiques, celles fournies par les satellites météorologiques comme meteosat, goes, noaa, meteor..., et enfin les mesures faites sur la composition chimique de l'atmosphère.

Ainsi, météorologues, climatologues, spécialistes de la circulation atmosphérique et de la modélisation numérique disposent-ils d'une information si abondante et si variée que sa conservation et son archivage posent des problèmes et que son traitement en temps réel est impossible faute d'ordinateurs suffisamment puissants. Quoi qu'il en soit, l'évolution remarquable des moyens techniques et scientifiques depuis la Seconde Guerre mondiale a permis d'améliorer très sensiblement la prévision, portée à cinq jours, de remettre en question la notion de permanence du climat, de prouver que les crises climatiques comme les sécheresses au Sahel (cinq périodes de sécheresse depuis le début du siècle : 1910-1916, 1930-1931, 1940-1942, 1947-1949 et 1968-1985) n'étaient pas périodiques, mais seulement récurrentes...

Les « petits âges »

La météorologie moderne a permis de préciser les caractères des climats de la planète et leur évolution depuis le début des mesures. La connaissance des climats du passé, du climat de l'Europe au cours du dernier millénaire, par exemple, nous oblige à recourir à des sources documentaires aussi variées que les chroniques, les archives de paroisse, les bans de vendanges, les correspondances..., à l'étude des cernes de croissance des arbres et des pollens, à l'analyse isotopique des glaces des glaciers de vallées ou à l'étude de certains sédiments. L'évolution du climat du Sahara entre 10 000 et 3 500 BP (BP : before present) a été révélée grâce à l'analyse et à l'interprétation de l'ensemble des archives naturelles disponibles (sédiments, paléosols, flore et faune fossiles, pollens...), grâce aussi aux datations absolues par le carbone C14.

Concernant l'Europe, l'histoire de son climat depuis 1 000 ans a été marquée par les épisodes suivants : une période froide aux ixe et xe siècles ; une période chaude désignée sous le nom de « petit optimum » du xe au xiie siècle ; une période fraîche et très pluvieuse pendant les xiiie et xive siècles ; une période relativement douce pendant le xve et la première moitié du xvie siècle ; une période très froide – le « petit âge glaciaire » – jusqu'au milieu du xixe et, enfin, le réchauffement contemporain. C'est pendant le « petit optimum » que les colons norvégiens s'établirent au sud et à l'ouest du Groenland, alors libre de son manteau de glace et de neige, et que l'on assista à l'essor économique de l'Europe. Pendant le « petit âge glaciaire », les hivers furent très rigoureux et les étés froids et pluvieux (1684, 1694, 1695, 1709, 1715 ou 1729) ; les langues glaciaires avancèrent dans les vallées alpines ; fermes et villages des moyennes montagnes de Suisse, de Scandinavie et d'Écosse furent abandonnés. Au cours de l'hiver 1709, les récoltes gelèrent, les vignes furent détruites dans de nombreuses régions de France et certains arbres comme les aubiers moururent, tant le froid fut intense ! Pour ce qui est de la période la plus récente, notons que les années 1980 furent les plus chaudes jamais observées depuis 1860 et ce, quel que soit l'hémisphère considéré. En 1989, en France, pour la plupart des stations du réseau national, la température moyenne de l'année a été supérieure à la normale calculée sur une période de trente ans.

Quel est le coupable ?

Les séries météorologiques les plus longues montrent la variabilité temporelle de certains éléments climatiques comme les pluies, mais elles ne remettent pas en cause le fait saisonnier imputable au mouvement apparent du soleil, donc à l'irradiance solaire. Les causes possibles des changements de climat, attestés par des écarts importants et prolongés de l'un au moins des paramètres climatiques à la normale, sont nombreuses. Le soleil, « moteur de la circulation atmosphérique », et les taches solaires qui apparaissent avec une périodicité de onze ans sont à l'origine de maintes spéculations. On sait que ces taches solaires furent rares entre 1416 et 1534 et de 1654 à 1714 (phase Maunder), c'est-à-dire pendant le « petit âge glaciaire », mais cela suffit-il à établir une relation de cause à effet entre les taches solaires et le climat ? C'est peu probable.