1. Introduction

1Mâts de mesures ou bouées météorologiques, navires océanographiques, satellites, avions, radars, ballons, drones divers et variés et même archives historiques… autant de supports ou plates-formes réquisitionnés pour la cause climatique. Ils permettent de déployer les instruments de mesure qui délivrent chaque minute, heure, jour – voire sur une période finie dans le temps dans le cadre de campagnes de mesures dédiées – des flots de données sur l’état actuel du système climatique*. Remonter dans le passé impose une approche moins directe : on parle alors d’indicateurs climatiques (ou proxies*) que les climatologues savent dénicher dans des supports à la diversité aussi large que surprenante : cernes d’arbre, sédiments*, glaces, stalagmites, coraux, coquilles de plancton ou de mollusques, minéraux spécifiques… Identifier le porteur d’informations pertinentes pour les reconstitutions climatiques a des couleurs de chasse au trésor.

2L’ensemble de ces données permet de révéler peu à peu les caractéristiques du climat et de ses fluctuations, ce qui en fait un des piliers de la recherche climatique. Les observations sont par ailleurs essentielles pour valider a posteriori les résultats des simulations climatiques.

3Leur collecte se heurte cependant à des difficultés majeures, dues à l’immensité, la complexité et la variabilité du Système Terre. L’enjeu est de récolter dans des milieux variés et hétérogènes, à des échelles de temps qui vont jusqu’au milliard d’années, des données permettant de décrire les climats qui se sont succédé à la surface de la Terre. Les stratégies s’appuient dès lors sur des approches multiples, y compris porteuses de données redondantes, les croisements d’informations permettant de mieux contraindre les paramètres mesurés.

4Par exemple, la température peut être mesurée directement (thermomètre), déduite de capteurs embarqués (satellites) ou de capteurs cachés (indicateurs fossiles). La mesure simultanée au sol et dans l’espace permet de calibrer la seconde sur la première. La validation des indicateurs fossiles se fera aussi toujours en référence à une mesure instrumentée actuelle, elle-même dûment étalonnée.

5Si les satellites répondent au besoin de couverture géographique large, les séries de mesures qu’ils collectent sont trop récentes pour extraire des tendances à toutes les échelles de temps, bien qu’el les deviennent performantes pour identifier des événements particuliers (ex. : El-Nino*). Par ailleurs, un satellite ne détecte pas tous les paramètres nécessaires pour caractériser le climat. Consciente de ces obstacles, la communauté mondiale s’est depuis longtemps organisée en réseau de mesures (ex. : météorologiques, gaz à effet de serre*…). Afin d’établir au mieux leur représentativité, elle les regroupe dans des bases de données. Leur qualité aura été déterminée au préalable par des exercices de calibration croisée, des tests de reproductibilité et même des confrontations aux modèles. Leur continuité et pérennité dans le temps étant la seule méthode pour identifier les variabilités des systèmes, la mise en place « d’observatoires de l’environnement » est incontournable.

6Le rôle des campagnes de terrain est multiple : établir les processus déterminant un phénomène complexe comme la mousson africaine ; dresser des bilans de l’état de l’atmosphère ou de l’océan sur une période donnée ; acquérir des données permettant de valider des observations satellitaires. Ces campagnes s’appuient sur le déploiement de véritables « laboratoires » volants (avions, ballons) ou flottants (navires), et mobilisent une communauté interdisciplinaire sur des durées être de plusieurs mois.

7Ce chapitre dresse un inventaire, loin d’être exhaustif, des moyens déployés pour acquérir des données pertinentes pour l’étude du climat, que ce soit celui du XXI^e siècle ou pour comprendre le passé de la Terre.