Rapport d’activité sur le Système mondial d’observation du climat

La station du Plateau Rosa de la Veille de l’atmosphère globale (VAG), Italie

par le Secrétariat du Système mondial d’observation du climat

L’observation de l’atmosphère, de l’océan et des terres émergées du globe est essentielle pour détecter la variabilité du climat et le changement climatique, ainsi que pour en comprendre les causes. Les observations et les analyses récentes ont montré, par exemple, que le niveau moyen de la mer avait continué de s’élever et, pour la première fois, il a été possible de déterminer la part de responsabilité relative de l’expansion thermique, de la fonte de la glace et du stockage de l’eau sur terre.

L’observation fournit également des données essentielles à l’évaluation, au perfectionnement et à l’initialisation des modèles numériques qui prévoient les variations du système climatique au cours des mois et des saisons à venir et anticipent son évolution sur le plus long terme en fonction de différentes hypothèses concernant les émissions de gaz à effet de serre et autres facteurs anthropiques. Les données d’observation qui portent surde longues périodes ont permis au Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) d’affirmer que le réchauffement du système climatique mondial est sans équivoque.

Cet article met en lumière les principales conclusions du Rapport d’activité sur le Système mondial d’observation du climat (le «Rapport d’activité») paru à la fin de l’année 2015, qui présente un compte rendu détaillé de la façon dont nous observons actuellement le climat, des progrès qui ont été réalisés et des domaines où des améliorations sont nécessaires et où une détérioration a été constatée. Les conclusions qui y sont présentées peuvent servir de point de départ pour définir les mesures à prendre afin de combler les lacunes en matière de connaissances, d’améliorer la surveillance et la prévision, de soutenir les mesures d’atténuation et d’aider à répondre à la nécessité de plus en plus pressante de disposer d’informations sur les conséquences, l’adaptation et la vulnérabilité.

Le Rapport d’activité a été rédigé dans le cadre du Système mondial d’observation du climat (SMOC), programme coparrainé par l’Organisation météorologique mondiale, la Commission océanographique intergouvernementale de l’Organisation des Nations Unies pour l’éducation, la science et la culture, le Programme des Nations Unies pour l’environnement et le Conseil international pour la science. 

Cet article met en lumière les principales conclusions du Rapport d’activité sur le Système mondial d’observation du climat paru à la fin de l’année 2015, qui présente un compte rendu détaillé de la façon dont nous observons actuellement le climat, des progrès qui ont été réalisés et des domaines où des améliorations sont nécessaires et où une détérioration a été constatée.

La tour instrumentée de Providence, Southern Sierra, Californie (États-Unis d’Amérique)

Conclusions relatives à l’observation de l’atmosphère, de l’océan et des terres émergées

La nature, l’organisation et l’étendue de l’observation de la planète ne sont pas les mêmes pour l’atmosphère, l’océan et les terres émergées. Grâce à des décennies de collecte de données météorologiques, l’observation de l’atmosphère est la plus développée, car elle bénéficie de réseaux relativement denses, bien que non exempts de lacunes, de normes d’observation clairement définies, de modalités d’échange libre de données et de centres de données internationaux traitant la plupart des variables, voire leur totalité. Le perfectionnement de l’observation de l’atmosphère est en cours.

L’observation des océans, qui s’est étoffée rapidement, bénéficie désormais de dispositifs internationaux de planification et de mise en œuvre des réseaux d’observation, ainsi que de nouvelles technologies permettant la collecte d’un plus grand nombre de données, de manière autonome et plus efficace. Des obstacles continuent d’entraver les réseaux existants, mais les structures d’ensemble sont en place, ce qui permet des améliorations.

Habituellement, l’observation des terres émergées porte sur de plus petites échelles, chaque pays appliquant des méthodes et  des normes différentes. L’échange libre de données est également moins courant dans ce domaine. L’observation spatiale, quant à elle, offre désormais une couverture mondiale de qualité croissante pour un certain nombre de variables, pour lesquelles les données sont de plus en plus souvent en accès libre, et des progrès sont enregistrés dans d’autres domaines, grâce aux réseaux mondiaux axés sur les glaciers et le pergélisol, par exemple. Des normes, des méthodes et des protocoles d’échange de données ont été élaborés pour les principales variables hydrologiques. Néanmoins, une approche intégrée doit encore être mise en place dans le domaine de l’observation des terres émergées.

La plupart des principales conclusions tirées des analyses entreprises variable par variable et mesure par mesure se répartissent directement en deux groupes distincts, l’un pour les mesures sur le terrain et la télédétection au sol et l’autre pour la télédétection par satellite, même si de nombreuses applications utilisées pour l’observation font appel aux deux groupes de données. Certaines conclusions sont positives, d’autres négatives, mais il convient de prendre acte des unes comme des autres et d’en tenir compte dans la planification des mesures à adopter à terme. 

Les conclusions relatives aux éléments sur le terrain et autres composantes non spatiales du système d’observation sont les suivantes:

• Le développement du réseau Argo et sa contribution à la surveillance, à la compréhension et à la prévision du climat depuis le déploiement, à partir de l’année 2000, de ses flotteurs utilisés pour relever la température et la salinité de l’eau ont été remarquables. L’objectif initial de 3 000 flotteurs a été atteint en 2007. Le réseau, qui s’étend désormais vers les mers bordières et les hautes latitudes, commence à être équipé de capteurs qui mesurent des variables biogéochimiques et laisse entrevoir la possibilité d’effectuer des analyses à de plus grandes profondeurs.

• La couverture et la qualité des mesures offertes par plusieurs réseaux plus anciens implantés sur le terrain, notamment des principaux réseaux météorologiques, ont été renforcées.

• Ces dernières années, plusieurs réseaux océaniques et terrestres réalisant des mesures sur le terrain et réseaux de télédétection au sol mesurant la composition atmosphérique ont été créés ou sensiblement élargis, bien que certaines exigences relatives à la formation de tels réseaux n’aient pas été remplies.

• Le rendement de certains réseaux de bouées maritimes et de capteurs de la composition atmosphérique a diminué récemment, en raison d’arrêts programmés, d’un entretien insuffisant ou de dysfonctionnements matériels inattendus. Les réponses apportées à ces interruptions ont permis de remédier efficacement à certaines déficiences. Des problèmes particuliers ayant été signalés dans les réseaux de bouées ancrées, le système d’observation du Pacifique tropical fait l’objet d’un examen.

• Le nombre de relevés météorologiques en surface effectués par des navires a diminué dans la majeure partie des bassins océaniques, mais a augmenté près des côtes.

• Des lacunes dans la couverture des réseaux terrestres ont été comblées. Néanmoins, certaines carences à l’échelle locale qui semblent peu importantes d’un point de vue mondial peuvent en réalité être cruciales, en particulier lorsque les populations sont menacées ou que des évolutions locales ont des retombées planétaires.

• Le renforcement des capacités reste très insuffisant pour combler de manière durable les graves lacunes des réseaux et, de manière plus générale, pour garantir que les pays en développement vulnérables disposent des observations locales qui leur sont nécessaires pour s’adapter au change ment climatique.

• L’automatisation a accru la fréquence des observations et a permis d’effectuer des relevés dans de nouveaux sites éloignés, mais certains problèmes persistent concernant la qualité des données et la perte d’informations secondaires.

• Les progrès accomplis dans les domaines de la définition et de la création de sites et de réseaux d’observation de référence ont été variables. Ils ont été satisfaisants pour les mesures en altitude mais l’obtention d’une couverture mondiale représentative reste un défi.

• L’intensification des échanges mondiaux de données en temps quasi réel et l’adoption de nouveaux codes de diffusion et de nouvelles normes relatives aux métadonnées ouvrent des possibilités intéressantes.

• La récupération de données anciennes a progressé sous certains aspects, mais sa portée reste limitée et les politiques restrictives en matière de données continuent de l’entraver.

• L’élaboration de nouveaux produits météorologiques continue de s’améliorer, notamment dans les domaines de la température de l’air à la surface du globe, de l’humidité et des précipitations.

• La pérennité des activités relatives aux systèmes d’observation qui sont amorcées grâce à des fonds alloués à la recherche sur le court terme est un problème récurrent.

 Les conclusions relatives à la composante spatiale du système d’observation sont les suivantes: 

• Les satellites météorologiques opérationnels de la dernière et de la prochaine génération offrent une gamme plus vaste de mesures et des données de meilleure qualité. La Chine confirme son rôle de troisième pilier dans le domaine de la constellation de satellites à orbite polaire.

• Le programme européen Copernicus rend opérationnels de nouveaux types d’observations, tout en renforçant la couverture et la qualité des mesures et en proposant des services connexes.

• Le nombre de fournisseurs nationaux, de missions de coopération internationale et d’autres mécanismes de collaboration a augmenté.

• La continuité du sondage au limbe et la mise en place d’une mission de référence ont très peu progressé (instrument de sondage à visée latérale du limbe terrestre plutôt qu’à visée descendante, qui constitue un sondeur ascendant).

• La continuité de l’observation est menacée en ce qui concerne la mesure de l’éclairement énergétique solaire et de la température de surface de la mer dans les hyperfréquences.

• De nouvelles capacités d’observation ont été démontrées et d’autres sont sur le point de l’être. Leur mise en œuvre est parfois incertaine, notamment pour la surveillance du profil des nuages et des aérosols, de l’épaisseur de la glace de mer et de l’humidité du sol. 

• La production et l’offre de produits dérivés de l’observation spatiale ont progressé et une attention croissante est accordée à l’information sur la qualité et les incertitudes des produits.

• La validation des produits et les premières étapes de la mise au point d’une architecture pour la surveillance du climat depuis l’espace et d’un inventaire des produits ont bénéficié d’une coopération interinstitutions.

• L’accès aux données est de plus en plus libre, mais des progrès restent à accomplir. Certaines données recueillies lors de missions antérieures doivent encore être récupérées, et la protection des données à long terme, y compris leur retraitement ponctuel, n’est pas encore entièrement assurée.

Les archives des centres de données s’étoffent au fil du temps et sont en général organisées par types de données. Les séries de données recueillies sur le terrain concernant un grand nombre de variables climatologiques essentielles, mais non la totalité, sont conservées par des centres de données internationaux. Les données de base transmises par les satellites sont généralement administrées par l’institution responsable du fonctionnement du satellite. Les produits dérivés sont surtout hébergés par les institutions qui les ont créés. Cet état de fait n’est pas considéré comme source de problèmes, mais le Rapport d’activité mentionne quelques préoccupations.

Réanalyse des données

Mise à l’eau d’un flotteur Argo dans l’océan Indien​

La réanalyse à l’échelle mondiale de séries complètes d’observations a été soutenue par l’expansion des capacités et par une meilleure compréhension des besoins des utilisateurs et des lacunes des produits. Cette activité est mieux implantée en Europe, grâce à son intégration dans l’offre opérationnelle de services du programme Copernicus, ainsi qu’au Japon et aux États-Unis d’Amérique, grâce aux fournisseurs qui se sont engagés à poursuivre la production et à la renouveler.

La réanalyse des données atmosphériques issues des radiosondages et des satellites a été complétée par une réanalyse des données du vingtième siècle et au delà; elle porte uniquement sur les données atmosphériques de surface, mais est également conditionnée par les forçages radiatifs et de surface basés sur les observations. La réanalyse est mieux établie pour les données relatives à l’océan, à la surface des terres émergées et à la composition atmosphérique. Des progrès satisfaisants ont également été enregistrés en ce qui concerne l’élaboration de systèmes d’assimilation des données associant différents éléments du système climatique, en particulier l’atmosphère et l’océan.

Coordination internationale

L’organisation à l’échelle internationale des systèmes d’observation a été renforcée, en particulier pour l’atmosphère et l’océan, grâce à la mise en place du Système mondial intégré des systèmes d’observation de l’OMM et à la redynamisation du Système mondial d’observation de l’océan dirigé par la Commission océanographique intergouvernementale. Le retrait du soutien accordé au Système mondial d’observation terrestre par le principal organe de parrainage a restreint la coordination et la normalisation relatives au domaine terrestre, mais de nombreux éléments d’observation terrestre se sont améliorés.

La version intégrale du Rapport d’activité contient d’autres conclusions relatives à des thèmes généraux et transsectoriels, ainsi qu’à des sujets spécifiques à l’atmosphère, à l’océan et aux terres émergées. Le Rapport d’activité donne une indication générale des progrès réalisés depuis environ cinq ans, en évaluant l’exécution des mesures énoncées dans le Plan de mise en œuvre du Système mondial d’observation du climat établi en 2010. 

Pour conclure, de nombreux pays, qu’ils soient développés ou en développement, ont amélioré leur contribution au Système mondial d’observation du climat de leur propre chef ou par le biais d’institutions intergouvernementales. Le Système continue de progresser et de mieux répondre aux besoins d’une communauté d’utilisateurs de plus en plus large. Avec le temps, il allonge les relevés obtenus grâce aux instruments modernes et les améliore en affinant les observations des années récentes et en récupérant, puis en retraitant et en réanalysant les données des années antérieures. Toutefois, le Système ne réussit toujours pas à combler certains besoins essentiels en matière d’information climatologique fondée sur l’observation, alors que le changement climatique d’origine anthropique rend cette tâche encore plus urgente. Les mesures à adopter seront présentées dans le prochain Plan de mise en œuvre du SMOC qui paraîtra en 2016.

Nous invitons le lecteur à prendre connaissance du Rapport d’activité pour avoir une vue d’ensemble des progrès qui ont été accomplis ces dernières années, mais aussi pour mieux saisir l’ampleur du travail qu’il reste à accomplir

International organization of observing systems has been strengthened, especially for the atmosphere and ocean, through the development of the WMO Integrated Global Observing System and the revitalization of the IOC-led Global Ocean Observing System.