Le changement climatique a toujours existé, même avant les humains. Divers facteurs ont contribué à cela : l’orbite de la terre autour du soleil, les changements dans l'activité solaire, les éruptions volcaniques et de nombreux autres facteurs naturels. Les émissions accrues de gaz à effet de serre sont principalement responsables de l'augmentation de la température moyenne mondiale des 50 à 60 dernières années. Les facteurs naturels ne peuvent pas expliquer - en termes géologiques - un réchauffement exceptionnellement aussi rapide au 20^ème siècle.

En raison d'un fort épisode El Niño en début d'année et d'une très faible étendue de glace aux pôles nord et sud, 2016 a de nouveau battu le record d'année la plus chaude depuis 1880. La température annuelle moyenne mondiale a été d'environ 1.1 °C supérieure aux niveaux préindustriels. En Suisse, 2018 et 2020 sont les années les plus chaudes depuis le début des mesures en 1864, avec un écart d’environ 1 °C par rapport à la moyenne sur la période standard 1991-2020.

Comment se fait-il que la température moyenne en Suisse soit aussi basse ? Cela est dû à l'hiver relativement long et aux longues nuits. Ce qui est décisif, cependant, c'est le fait que la Suisse compte un grand nombre de régions montagnes à l’instar du Jura et des Alpes. À titre de comparaison, la température moyenne annuelle est de 9.8 °C à la station de Zurich-Fluntern, 13.0 °C à Lugano et -6.7 °C au Jungfraujoch. La température moyenne suisse est une moyenne pondérée à partir de différentes stations. La pondération garantit que les différents niveaux d'altitude sont pris en compte dans une bonne proportion.

Le dioxyde de carbone (CO2) retient le rayonnement provenant de la surface terrestre . Cela fait du CO2 un gaz à effet de serre. En outre, le CO2 est très durable, car il ne réagit pratiquement pas avec les autres gaz présents dans l'atmosphère et n'est pas emporté par la pluie. Ces caractéristiques font du CO2 le facteur le plus important du réchauffement climatique, que nous mesurons depuis plusieurs décennies. L'humanité a émis au total 36.2 milliards de tonnes de CO2 en 2015. Ceci est comparativement faible par rapport au renouvellement naturel du dioxyde de carbone par les océans, les sols, les plantes et les animaux (environ 3%). Cependant, les principaux puits de CO2, les plantes et les océans, sont incapables de compenser l'excédent artificiel. En conséquence, la concentration mondiale augmente régulièrement. En 2014, pour la première fois depuis des millions d'années, la limite magique de 400 ppm (0,04%) a été dépassée. En 2020, cette tendance s'est poursuivie malgré le coronavirus et les restrictions de mobilité et de l'économie mondiale associées.  Avant l'industrialisation, la valeur était d'environ 280 ppm sur une période de 23 millions d'années. De nouvelles estimations, que le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) classe comme modérément fiables dans le dernier rapport de 2013, suggèrent des dépassements à court terme de 400 ppm il y a 800’000 ans. D’ici 2100, les émissions non contrôlées de dioxyde de carbone doubleraient par rapport aux valeurs actuelles (environ 800 ppm).

Localement, les tendances de température en Suisse ne diffèrent que très légèrement. Mais que signifie un réchauffement de 2 °C ? Les changements peuvent être déterminés par une variété d'indicateurs climatiques. Par exemple, il y a donc aujourd'hui plus de jours tropicaux et de nuits tropicales que précédemment. Les jours de gel ont diminué à basse altitude. De plus, on note une augmentation de la limite des chutes de neige, ainsi que des périodes végétatives plus longues et plus précoces.

La température mondiale continuera d'augmenter au cours de ce siècle. En supposant un scénario d'émission dans l'avenir avec utilisation largement non restreinte des combustibles fossiles dans le futur, un réchauffement supplémentaire de 3.2 à 4.8 °C est prévu en Suisse jusqu'en 2100 par rapport à la moyenne 1981-2010. Le scénario prévoyant des progrès techniques aboutit à un réchauffement de 3.3-3.5 Seules des réductions d'émissions globales très ciblées permettent de contrôler le réchauffement de 0.6-1.9 °C.

Sur la base des données de MétéoSuisse, il est possible d'estimer la quantité de précipitations sur le territoire suisse par unité de temps. Selon l'année, ils se situent entre 50 et 90 kilomètres cubes d'eau. Cela correspond approximativement entre le volume du lac de Constance et celui du lac Léman. Sur la surface de la Suisse, une colonne d'eau d'environ 1 à 1.8 mètre de hauteur précipite ainsi pendant une année. En une seule journée, la quantité d'eau correspondant au volume du lac de Bienne peut parfois être précipitée en une seule journée. Le 7 août 1978, une journée extrêmement pluvieuse, une quantité d’eau équivalente au volume du lac de Zurich a précipité au-dessus de la Suisse.

Les tendances des précipitations à long terme sont éclipsées par une forte variabilité d'une année à l'autre. Par conséquent, ces tendances sont incertaines sur de nombreux sites de mesure. Notre série de mesures à long terme sur le Plateau indique une augmentation des précipitations moyennes annuelles. Ceci est principalement dû à l'augmentation observée en hiver. Au Sud des Alpes, aucun changement significatif à long terme n’est  observé.

Les précipitations les plus importantes dans un court laps de temps - en quelques jours – se manifestent au Tessin. Les pluies abondantes sont surtout un phénomène estival, les précipitations les plus fortes étant souvent liées aux orages. L'intensité des précipitations des journées les plus pluvieuses augmente légèrement dans plus de 90% des stations suisses d’en moyenne + 7.7% par degré de réchauffement ou d'environ 12% depuis 1901. On s'attend à ce que cette tendance se poursuive. Ce n'est donc qu'une question de temps avant que la prochaine fois en Suisse, une quantité d'eau équivalente au volume du lac de Zurich tombe en une seule journée (voir faits climatiques ci-dessus).

Selon le scénario climatique CH2018, les précipitations hivernales pourraient augmenter d’environ +15% (+2 à +24%) d'ici à la fin du siècle par rapport à la moyenne de la période 1981-2010. En été, cependant, il est prévu moins de précipitations en moyenne. Avec une augmentation ininterrompue des émissions de gaz à effet de serre, les précipitations estivales pourraient être jusqu’à 40%  inférieures vers la fin du siècle par rapport à la moyenne 1981-2010. Une diminution rapide et globale des émissions de gaz à effet de serre pourrait fortement limiter ces changements.

En prenant les exemples du déploiement de la feuille du marronnier (observé à Genève) et du cerisier (à Liestal), l’évolution est incontestable : la période végétative s’est modifiée. Au 19^ème siècle, les premiers déploiements de la feuille du marronnier se manifestaient en moyenne début avril seulement. Depuis lors, l'apparition des feuilles vient toujours plus tôt, aujourd'hui le plus souvent avant mars. Entre 1900 et 1960, le cerisier ne fleurissait guère avant avril.  Aujourd'hui, une floraison précoce en mars est la règle plutôt que l'exception. Il y a deux raisons principales à cela. D'une part, le changement climatique influence la période végétative qui commence plus tôt et se termine plus tard. D'autre part, les villes se sont fortement agrandies depuis le début des mesures. Dans les villes, il fait souvent plus chaud que dans la campagne environnante, car l'asphalte et les bâtiments chauffent davantage pendant la journée et rayonnent moins la nuit qu’en milieu campagnard.

Pour les événements mentionnés, aucune déclaration sur les changements futurs ne peut être faite aujourd'hui.  Cela est dû, d'une part, à des incertitudes majeures dans les modèles climatiques associés à de tels événements. D'autre part, la fréquence et l'intensité de tels événements sont déjà soumises à de très fortes fluctuations du climat actuel, de sorte qu'aucune tendance à long terme ne peut être identifiée.