Beaucoup d'entre vous connaissent déjà bien les fameuses « climate stripes » (appelées « bandes climatiques » ), le « code-barres » qui montre l'évolution du changement climatique. Pour ceux qui ne les connaissent pas encore, veuillez vous référer à l'encadré suivant.

Le professeur Ed Hawkins a étendu le concept des bandes climatiques à la verticale, vers le haut à travers l'atmosphère, et vers le bas, dans les océans, même si les données disponibles sont moins complètes.
Les satellites surveillent la température des différentes couches de l'atmosphère depuis 1979. Si l'on compare les bandes de la troposphère (les couches les plus basses de l'atmosphère, dans lesquelles opèrent les vols commerciaux), elles sont très similaires aux bandes de réchauffement de surface, les années les plus chaudes se concentrant principalement au cours de la dernière décennie. Au lieu d'utiliser les mesures de température de surface effectuées par des thermomètres, la température atmosphérique est mesurée par des instruments embarqués sur des satellites - appelés radiomètres - qui détectent la quantité de rayonnement infrarouge émise par les molécules d'air. Ces estimations basées sur les satellites permettent de confirmer le réchauffement de surface que nous avons déjà observé.
En revanche, lorsque nous montons plus haut dans l'atmosphère, le tableau change.

A quoi est due une telle évolution de la température en fonction de l'altitude ? Les concentrations de gaz à effet de serre ont augmenté dans toute l'atmosphère, la rendant plus efficace pour absorber et libérer la chaleur. Dans la basse atmosphère, cet effet agit comme une couverture, retenant davantage de chaleur et réchauffant la surface. Plus haut, où l'air est raréfié et où très peu de chaleur arrive d'en bas, l'excès de dioxyde de carbone fait que la stratosphère perd davantage de chaleur dans l'espace qu'elle n'en acquiert, ce qui la refroidit. Un autre facteur est la destruction de l'ozone stratosphérique par les chlorofluorocarbones (CFC), lequel provoque un refroidissement de la basse stratosphère.

Cette empreinte anthropique d'un réchauffement de la troposphère et d'un refroidissement de la stratosphère a été suggérée pour la première fois par les scientifiques comme conséquence de l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère dans les années 1960, bien avant que le refroidissement de la stratosphère ne soit observé. Il est important de souligner que ce réchauffement différencié en fonction de l'altitude ne se produirait pas si les changements de luminosité du soleil étaient la cause principale du réchauffement climatique,  ce qui entraînerait plutôt un réchauffement de toute l'atmosphère.

Les bandes de réchauffement pour différentes profondeurs de l'océan révèlent une tendance au réchauffement sensiblement similaire à celle de la surface, les années les plus chaudes ayant été enregistrées au cours de la dernière décennie. Le moment où le réchauffement se produit suggère également que la chaleur se déplace vers le bas de l'océan depuis la surface, ce qui est à nouveau cohérent avec l'influence humaine.

Cette absorption de chaleur par l'océan est importante, car sans elle, l'augmentation de la température de l'air à la surface serait beaucoup plus importante. À l'échelle mondiale, l'océan représente environ 90 % de l'excès de chaleur stocké par la planète. Nous assistons également à une élévation du niveau de la mer due au réchauffement et à l'expansion de l'eau de mer, ainsi qu'à la fonte des glaces terrestres qui se déversent dans l'océan sous forme d'eau excédentaire.

Toutes ces observations racontent une histoire très claire. La combustion de combustibles fossiles augmente la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. La physique qui explique pourquoi cette augmentation devrait réchauffer la surface a été comprise en 1850, avant que le réchauffement ne soit observé. Et le modèle de changement observé depuis le haut de l'atmosphère jusqu'au fond de l'océan indique que les émissions de gaz à effet de serre en sont la cause principale.

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Article traduit et adapté de https://climatelabbook.substack.com/p/climate-change-from-top-to-bottom