Controverses sur le réchauffement climatique

Carte des changements de températures dans le monde entre la période 1951-1980 et la période 2000-2009.

Les controverses sur le réchauffement climatique concernent le débat public sur l'existence, les causes et les conséquences du réchauffement climatique. Les polémiques portant sur l'existence et les causes du réchauffement climatique furent particulièrement virulentes entre 2004 et 2010 environ, période pendant laquelle le grand public prend largement connaissance du problème posé. Ces polémiques restent encore aujourd'hui largement présentes au sein de la sphère complotiste.

Au sein de la communauté scientifique, l'existence du réchauffement climatique n'est plus mise en doute, pas plus que ses causes, anthropiques. En 2014, le GIEC estimait la « probabilité » que le réchauffement soit dû aux activités humaines « supérieure à 95 % », tandis qu'une étude publiée en 2018 dans la revue Science estime la probabilité que le changement climatique soit anthropique à plus de 99,99 %. Le sixième rapport d'évaluation du GIEC, publié en 2021, indique que son origine anthropique est « sans équivoque ». La certitude est aujourd'hui quasi unanime chez les climatologues et le climat fait l'objet de nombreuses recherches, en particulier en ce qui concerne la reconstitution des climats du passé proche ou lointain, le traitement statistique des données actuelles, les prévisions sur le climat futur, le perfectionnement des modélisations en climatologie.

Deux sujets suscitent des débats importants du côté des scientifiques et du monde politique. D'une part, les conséquences du réchauffement climatique sont très débattues, puisque dépendant de l'ampleur du réchauffement. Si certaines régions du globe pourront tirer profit du réchauffement, la plupart des conséquences risquent de se révéler négatives. Le niveau actuel des connaissances dans ce domaine dépend notamment des modèles climatiques. D'autre part, les actions à mener pour lutter contre le réchauffement climatique font l'objet de nombreux débats, puisqu'il s'agit très fréquemment de reconsidérer les choix politiques à de multiples niveaux (social, économique, technologique, environnemental, sanitaire, moral).

Débat scientifique

Existence et signification d'un consensus

L'hypothèse d'une responsabilité humaine sur le climat de la Terre est présentée par le GIEC dans ses rapports successifs : d'abord hypothétique dans les rapports de 1990 et 1995, elle est de plus en plus affirmée dans les rapports de 2001, 2007 et 2014 et jugée « sans équivoque » dans le rapport de 2021, la responsabilité humaine étant de plus en plus mise en avant dans les rapports successifs. Ceux-ci ont été approuvés par les principales académies des sciences.

Les premières polémiques débutèrent peu avant les années 2000. En effet, des voix s’élevèrent pour tempérer, voire critiquer les conclusions à leurs yeux « alarmistes » du rapport 1995 du GIEC. Plus de 31 000 personnes (mais dont seulement 39 avaient fait des études de climatologie à des degrés divers) ont ainsi signé l'Oregon Petition lancée en 1999 en réaction au protocole de Kyoto visant à réduire les émissions des gaz à effet de serre. Les signataires contestaient que « ces émissions puissent provoquer un réchauffement catastrophique de l'atmosphère terrestre ou une rupture brutale du climat ». La polémique a enflé à la suite du rapport 2001, surtout à l'initiative des milieux conservateurs aux États-Unis. L'influence de cette polémique aux États-Unis apparaît dans une enquête comparant les États-Unis et le Canada, publiée en octobre 2014 par des chercheurs de l'Université de Montréal et de l'Université du Michigan et du Muhlenberg College : 80 % des Canadiens, mais 60 % des Américains estimaient qu'il existe des preuves solides que la température moyenne sur Terre a augmenté depuis 40 ans. Ce taux était considérablement plus restreint en Alberta (72 %) et dans les Prairies (Manitoba et Saskatchewan, 60 %). Parmi les Canadiens percevant un réchauffement, 61 % l'attribuaient à des causes humaines, mais seulement 45 % aux États-Unis. La proportion était la plus élevée au Québec (71 %) et la plus faible en Alberta (41 %), État dont l'économie repose sur l'extraction de gaz et pétrole.

Un consensus certain s'est cependant établi autour des années 2010 et s'est renforcé parmi les scientifiques climatologues ou de spécialités concernant les domaines ayant une influence à court, moyen ou long terme sur le climat : géologie, astrophysique, chimie, histoire, glaciologie, etc. Seul un nombre de plus en plus limité d'entre eux contesta l'influence humaine sur le réchauffement climatique.

Stéphane Foucart relève qu'un article publié le 1^er avril 2005 par les géologues Vincent Courtillot, Jean-Louis Le Mouël et le mathématicien Vladimir Kossobokov dans la revue Earth and Planetary Science Letters (EPSL), « l'une des plus fameuses revues savantes en sciences de la Terre », a rompu « le consensus sur le changement climatique récent et sa cause principale ». Pourtant, « les résultats annoncés ne suscitent aucun article de presse à leur publication. Ils ne sont pas beaucoup plus cités par les travaux académiques », ce que Stéphane Foucart explique par le fait que « l'impact du Soleil sur les changements climatiques intervenus au cours du XX^e siècle [que l'étude en question entend mettre en avant] est, si l'on peut dire, une vieille lune ».

En 2009, une enquête publiée par Peter Doran et Maggie Zimmerman du Earth and Environmental Sciences Department de l'Université de l'Illinois à Chicago, et à laquelle 3 146 scientifiques ont répondu, laisse penser que « le débat sur l'authenticité du réchauffement global et sur le rôle joué par les activités humaines est largement inexistant parmi ceux qui comprennent les nuances et les bases scientifiques des processus climatiques à long terme ». Elle conclut à l'existence d'un large consensus (90 % des scientifiques interrogés jugeant que les températures mondiales ont « globalement augmenté » depuis le XIX^e siècle, et 82 % étant en accord avec l'hypothèse que l'activité humaine a une influence significative sur le climat), avec cependant de larges différences selon le domaine d'expertise, ce dernier chiffre montant à 97,4 % des 79 spécialistes en climatologie, contre 47 % des 103 géologues interrogés.

En 2013, un consensus de 97 % est rapporté par Cook et al sur la base de l'analyse de 11 944 résumés de documents de recherche, dont 4 014 ont pris position sur la cause du réchauffement climatique récent. Un questionnaire adressé aux auteurs de 2 412 articles scientifiques a également permis de confirmer ce consensus de 97 %.

En 2016, l'économiste Richard S. J. Tol arrive à une conclusion différente, mais en incluant des enquêtes faites auprès de non-experts en sciences du climat (tels que des géologues au service d'activités économiques et un groupe auto-sélectionné de scientifiques rejetant le consensus). En 2016, John Cook et ses collègues montrent que pour cette raison le résultat obtenu par Tol n'est pas inattendu, car dans ce domaine le niveau de consensus est corrélé avec le niveau d'expertise en sciences du climat. En outre, il existe deux biais dans le travail de Tol : 1°) il n'a pas différencié les points de vue d'experts et de non-experts ; 2°) il présuppose que les résumés d'articles n'expliquant pas la cause du réchauffement climatique (n'exprimant « aucune position » à ce sujet) sont issus d'auteurs n'adhérant pas à l'idée que le réchauffement a une origine anthropique et représentent une position de « non-endossement ». Cette approche n'est pas scientifiquement pertinente notent John Cook & al. ; si elle était, par exemple, appliquée ailleurs, elle conclurait aussi au non-consensus à propos de théories bien établies comme celle de la tectonique des plaques. Alors qu'au moins 80 académies nationales des sciences partagent ce consensus au vu des études disponibles, Cook et les auteurs de 6 études récentes et indépendantes concluent que ce consensus est partagé par 90 % à 100 % des scientifiques du climat. Ils concluent ensemble dans une étude intitulée « Consensus sur le consensus » qu'un consensus existe chez 90 à 100 % des climatologues et scientifiques de la recherche climatique (selon la question exacte, la date de l'étude et la méthodologie d'échantillonnage), que ce taux est solide, et qu'il est cohérent avec les résultats d'autres enquêtes sur les scientifiques du climat et avec des études évaluées par des pairs. Une seule étude conclut à un taux de consensus plus bas, mais elle comprend un important biais méthodologique.

En septembre 2019, la fondation Clintel, qui dénie le réchauffement climatique, annonce avoir recueilli les signatures de cinq cents scientifiques de treize pays pour adresser à l'ONU une déclaration selon laquelle il n'y a ni urgence ni crise climatique. L'organisateur de cette fondation, l'ingénieur Guus Berkhout, est lié à l'industrie du pétrole, et parmi les quarante signataires français figurent des climato-sceptiques connus et aucun n'a une expertise de climatologie. Ils sont souvent ingénieurs, la moitié est retraitée et un certain nombre provient de l'industrie du gaz ou du nucléaire. Le coordinateur pour la France, Benoît Rittaud, est un mathématicien, président de l’Association des climato-réalistes et contributeur régulier de Valeurs actuelles. Les signataires des autres nationalités présentent un profil semblable selon The Independent avec des climato-sceptiques, des libertariens et des personnalités liées à l'industrie pétrolière. Selon Der Spiegel plusieurs signataires allemands ont des liens avec la droite radicale. Une analyse de vérification des faits de cette lettre a été effectuée par les scientifiques de l'organisation Climate Feedback. Elle lui a conféré une crédibilité scientifique générale de « très faible » et l'a caractérisée comme « biaisée, cueillette de cerise, inexacte, trompeuse ».

Du côté des sociétés civiles, les citoyens des États-Unis sont longtemps restés parmi les plus climatosceptiques, notamment parce qu'ils pensaient (et pensent encore pour beaucoup) que les scientifiques ne sont pas d'accord sur le sujet, en particulier parce que c'est ce que répètent depuis plus de 20 ans de nombreux leaders politiques américains. Anthony Leiserowitz et al. ont constaté en 2015 que seuls 12 % du public des États-Unis ne se trompent pas sur le consensus scientifique, estimant avec précision que 91 à 100 % des scientifiques sont d'accord sur les causes du dérèglement climatique. De plus, Eric Plutzer et al. ont mesuré en 2016 que seuls 30 % des enseignants en sciences des écoles primaires et 45 % de ceux des classes secondaires étaient conscients du fait que le consensus scientifique dépassait 80 % ; et 31 % des cours sur le changement climatique présentaient aux élèves des messages contradictoires (mettant l'accent à la fois sur le consensus et le supposé dissensus scientifique). La désinformation sur le changement climatique induit une baisse du niveau de compréhension et de ce que A. M. McCright et d'autres nomment l'« alphabétisation climatique », et change les attitudes dans le domaine des sciences cognitives. Naomi Oreskes en 2010 et Sander L. van der Linden et al. en 2016 montrent qu'instiller le doute sur le consensus scientifique sur le changement climatique est l'un des moyens les plus efficaces de réduire l'acceptation des changements climatiques, d'une part, et le soutien aux politiques d'atténuation, d'autre part. Cela explique que l'argument du non-consensus scientifique a été le plus commun entre 2007 et 2010 dans les actions de lobbying visant à discréditer le fait que la quasi-totalité des climatologues pensent que le changement climatique est en grande partie causé par l'humanité, avec des méthodes d'instillation du doute dans l'opinion publique et des décideurs reprenant celles déjà utilisée par l'industrie du tabac. Alors que le consensus scientifique est presque total sur le point du réchauffement climatique, Boussalis & Coan montrent en 2016 que la désinformation et les attaques contre la science du climat persistent de la part de certaines organisations conservatrices.

L'idée que se font eux-mêmes les citoyens des États-Unis sur ce sujet semble néanmoins rapidement évoluer de 2010 à 2016 : un sondage lancé en 2016 par l'École des politiques publiques de l'Université du New Hampshire donne 65 % des sondés estimant que « le changement climatique se déroule maintenant, et qu'il s'explique principalement par les activités humaines » ; 28 % estimaient qu'il existe, mais qu'il provient principalement de causes naturelles ; et 3 % estimaient que le changement climatique n'existe pas. Deux autres enquêtes ajoutent que l'opposition historiquement forte des électeurs américains aux taxes et à l'augmentation des taxes pourrait ne pas concerner la taxe carbone ou les taxes visant à réduire les émissions de carbone. En novembre-décembre 2016, près de 80 % des électeurs américains enregistrés disaient, avant les élections, souhaiter favoriser les taxes sur la pollution associée au réchauffement climatique, la réglementation de cette pollution ou les deux. Paradoxalement, alors que Donald J. Trump se présentait plutôt comme climatosceptique en refusant l'Accord de Paris sur le climat, fin 2016 près de la moitié des personnes ayant voté pour lui disaient penser que les changements climatiques sont en train de se produire, et près de 60 % qu'il faut réguler les émissions de carbone. Beaucoup des électeurs de Donald Trump appuieraient un programme sur la taxe sur le carbone, l'action climatique et les énergies propres.

Les courbes de température

Entre 2001 et 2010, plusieurs arguments étaient avancés pour réfuter l'idée qu'un réchauffement climatique était en cours. Certains de ces arguments reposaient sur une contestation des mesures de température effectuées pendant les dernières décennies, ou sur les reconstructions de température effectuées sur les périodes plus anciennes.

Méthodes de mesure

Graphique des anomalies des températures globales moyennes de surface par rapport à la moyenne 1951-1980.

Clarification des points de controverses :

1. Au cours des 300 000 dernières années l'augmentation des températures fut suivie par l'augmentation du CO₂.
2. L'augmentation de la température entre 1850 et 2020 n'est pas controversée.
3. L'augmentation de la température entre 1970 et 2020 n'est pas controversée.
4. La question de situer l'année du record de température aux États-Unis en 1934 ou en 1998 était controversée en 2009. Elle est désormais obsolète, ces deux records de 1934 et 1998 ayant tous deux été battus en 2012.
5. L'accès aux données de température par les scientifiques avant 1979 étant limité (pas ou peu de mesures satellitaires), les courbes de température d'avant 1979 étaient controversées en 2009.

Pendant la période historique, des phases chaudes et froides ont généralement alterné : une phase chaude dans l'Antiquité, une période froide entre les IV^e et IX^e siècles, une période plus chaude dans l'hémisphère nord du X^e au XIV^e siècle, connue sous le nom d'optimum climatique médiéval, un refroidissement dans la même zone en 1400-1850, le petit âge glaciaire, une période de réchauffement de 1910 à 1940, une période de refroidissement de 1940 à 1975, et une période de réchauffement depuis 1975.

Les courbes de températures sur ces périodes ont été obtenues par des moyens très différents : température de surface des océans, analyse de rapports isotopiques de sédiments marins, anneaux de croissance des arbres, rapports isotopiques dans des concrétions. Elles sont corroborées par des faits historiques, des écrits, des observations notamment sur les récoltes^{[Lesquels ?]}.

Contestation des courbes entre 2001 et 2010

En 2009, l'Institut Heartland, un think tank conservateur et libertarien niant la responsabilité humaine dans le réchauffement climatique, avançait que les écarts constatés entre les stations au sol et les mesures atmosphériques étaient dus au fait que les mesures ont été faites près de centres urbains. C'est l'hypothèse de l'effet « îlot de chaleur urbain ». Cependant, des traitements statistiques sont mis en œuvre pour corriger ces phénomènes. Ils sont également appliqués pour corriger les mesures prises le long des routes maritimes, compte tenu des changements des trajets maritimes au cours du dernier siècle.

Le troisième rapport du GIEC (2001), qui utilisait ces mesures terrestres, concluait que les différences constatées entre les augmentations de températures des stations rurales, d'une part, et urbaines, d'autre part, n'affectent pas de façon significative les reconstitutions. Des études ultérieures ont confirmé qu'on ne pouvait attribuer l'augmentation des températures à cet effet de chaleur urbain.

Certains observateurs font remarquer que l'évolution des températures est corroborée par un grand nombre d'indicateurs. Par exemple, les mesures satellitaires réalisées depuis vingt-cinq ans environ (plus précises et couvrant une superficie beaucoup plus grande que les mesures terrestres) sont conformes aux mesures de surface et tendent à confirmer l'estimation la plus basse du GIEC. Le quatrième rapport du GIEC (2007) notait que les températures relevées par ballons-sondes ou par satellites, loin de tout centre urbain, sont similaires aux mesures effectuées au sol. On observe également un réchauffement notable en Arctique, ainsi que dans les océans. Par ailleurs, l'hypothèse d'un réchauffement ne repose pas seulement sur des données mesurées, mais également sur des observations portant sur l'environnement (fonte de la banquise et des glaciers, élévation du niveau de la mer, précocité des vendanges, augmentation de la fréquence de phénomènes climatiques extrêmes, ou migration d'espèces animales ou végétales par exemple).

Les dix années les plus chaudes entre 1880 et 2017 d'après les mesures des stations météorologiques au sol et à la surface des océans
(Écarts par rapport à la moyenne 1951–1980)

	Années	stations sol + océans Écarts/moyenne	stations au sol seules Écarts/moyenne
1	2016	+0,99 °C	+1,25 °C
2	2017	+0,90 °C	+1,13 °C
3	2015	+0,87 °C	+0,98 °C
4	2014	+0,73 °C	+0,88 °C
5	2010	+0,70 °C	+0,91 °C
6	2005	+0,67 °C	+0,87 °C
7	2007	+0,64 °C	+0,85 °C
8	2013	+0,64 °C	+0,81 °C
9	2009	+0,63 °C	+0,79 °C
10	1998	+0,62 °C	+0,83 °C

Température moyenne de l'Amérique du Nord, comparaison entre le graphe de température du GIEC en rouge^{[réf. nécessaire]} et celui proposé en 2009 par l'équipe de Vincent Courtillot en bleu^{[réf. nécessaire]}. Selon Courtillot, le record de température pour les États-Unis était en 1930, tandis que le GIEC indiquait une température maximale en 1998. La question est désormais obsolète, les deux records ayant été battus par celui de 2012.

Entre 2003 et 2010, une critique concernait la reconstitution des températures depuis l'an mil utilisée dans le troisième rapport du GIEC (2001), dont la forme, dite en « crosse de hockey » est particulièrement spectaculaire : la montée des températures lors du dernier siècle y apparaît inhabituelle au regard de l'évolution du dernier millénaire, accréditant la thèse d'un réchauffement d'origine anthropique. Stephen McIntyre, un ingénieur travaillant dans les mines, et Ross McKitrick, un économiste, ont remis en cause la validité de cette reconstitution, considérant que des erreurs de méthodologie avaient entaché la procédure. Michael E. Mann, le chercheur à l'origine de la courbe, a contesté ces affirmations, en particulier sur le blog « real climate ». L'affaire a eu des répercussions jusqu'au Sénat des États-Unis où le sénateur Joe Barton, opposé à la signature des accords de Kyoto, s'appuya sur l'article de McIntyre et McKitrick et sur le rapport qu'il avait demandé au statisticien Wegman qui allait dans le même sens pour contester les conclusions du GIEC sur l'influence de l'homme sur le climat. Dans le même temps, l'Académie des sciences américaine commandait un autre rapport, dont les conclusions sont beaucoup plus favorables à Mann et à la courbe en crosse de hockey, même si elle critique la façon dont elle a été utilisée.

Température moyenne de l'Europe, comparaison entre le graphe de température du GIEC en rouge^{[réf. nécessaire]} et celui proposé en 2009 par l'équipe de Vincent Courtillot en bleu^{[réf. nécessaire]}. Courtillot affirme qu’on lui a refusé les données permettant de calculer la courbe de température mondiale calculée par le met office et qui sert de référence au GIEC. La méthodologie de Courtillot a cependant également été critiquée, lors d'un débat à l'académie des sciences. L'évolution des températures pendant la décennie 2010-2019 a une forme correspondant à celle prévue par le GIEC, invalidant l'hypothèse de saut de température ponctuel de M. Courtillot.

Pour certains, cette courbe a été délibérément falsifiée dans le but de faire croire à une influence humaine prépondérante sur le climat. Le quatrième rapport du GIEC (2007) confirmait les observations d'élévation de température au cours du dernier demi-siècle. Il estime à plus de 90 % (respectivement plus de 66 %) la probabilité que la température moyenne dans l'hémisphère nord entre 1950 et 2000 est la plus élevée que durant n'importe quelle autre période de 50 ans sur les derniers 500 ans (respectivement 1 300 ans). Le degré d'incertitude important sur la période longue a conduit le GIEC à ne pas reprendre la courbe à l'origine de la controverse dans son quatrième rapport de 2007. Les courbes présentées dans le rapport de synthèse débutent à 1850.

Remise dans un contexte temporel plus large, il apparaît que l'interprétation des données à partir des années 1970 seulement offre une vision biaisée de l'évolution des températures en présentant une croissance monotone. Sur une échelle plus large, la même courbe peut apparaître comme la superposition d'une croissance linéaire et de variations multi-décennales^{[source insuffisante]}.

Pause dans le réchauffement entre 1998 et 2010

Les écarts de température par rapport à la moyenne 1951-1980 connurent un maximum en 1998, année marquée par un événement El Niño important. Il fallut attendre sept ans pour que ce maximum soit battu, puis encore cinq ans pour que le deuxième maximum soit à nouveau battu. Ces durées laissèrent penser qu'une pause du réchauffement climatique était en train de se produire et servirent d'argument pour remettre en cause l'existence d'un réchauffement.

Le Professeur Phil Jones, du Climatic Resarch Unit (CRU), a déclaré en 2010 que depuis quinze ans, il n'y avait pas eu de réchauffement statistiquement significatif.

Un des motifs pour lesquels James Lovelock, en 2012, a récusé l'alarmisme dans lequel il déclarait avoir lui-même donné est que, depuis le début du millénaire, on n'a plus constaté de réchauffement significatif, alors que la teneur de l'atmosphère en dioxyde de carbone continue d'augmenter : « Elle (la température) est restée presque constante, alors qu'elle aurait dû s'élever - la teneur en dioxyde de carbone s'élève, pas de doute là-dessus ».

Le cinquième rapport du GIEC (2014) a confirmé que le taux de réchauffement a été réduit à 0,05 °C par décennie entre 1998 et 2012 contre 0,12 °C par décennie entre 1951 et 2012. Cependant, selon le GIEC, ce phénomène n'était dû qu'à la variabilité naturelle de l’évolution du climat et la tendance au réchauffement sur une longue période n'était donc pas remise en cause. Désormais, le phénomène actuel de ralentissement du réchauffement climatique est expliqué par une conjonction de facteurs naturels refroidissants, entraînant un réchauffement plus faible que la tendance attendue. Une étude de 2014 du CSIRO, un organisme gouvernemental australien pour la recherche scientifique, qui porte sur l' « évaluation statistique probabiliste » basée sur une série chronologique des températures mondiales anormales jusqu'en juin 2010, considère l'activité anthropique comme responsable du réchauffement climatique avec une certitude de 99,999 %.

La thèse de la pause (ou hiatus) dans le réchauffement est dépassée depuis 2016. Pendant la période 2000-2010 en effet, la quantité de chaleur a continué à s'accumuler dans les océans. Puis, avec la prise en compte des années 2013, 2014 et 2015, la courbe des températures a retrouvé sa tendance antérieure, perturbée quelque temps par le phénomène El Niño exceptionnel de 1998. De plus, des corrections statistiques sur les données anciennes détaillées par un article de la revue Science (pour les périodes d'avant-guerre, les seules données de températures en mer étaient faites à partir des navires ; or elles apparaissent systématiquement plus chaudes que celles faites au moyen de bouées) contribuent à éliminer le hiatus des années 2000

Accusation de falsifications des données

En juin 2014, le journaliste Christopher Booker soutient, sur la base de comparaisons publiées par le blog américain de Steven Goddard (en) « Real Science », qu'au cours des dernières années, la NOAA (USHCN) a « ajusté » les données climatologiques historiques, relatives aux États-Unis, avant de les rendre accessibles au public : selon C. Booker, la NOAA remplaçait les températures réelles par des données « fabriquées » à l'aide de modèles informatiques. « L'effet de ceci a été d'abaisser des températures antérieures et d'exagérer celles des dernières décennies, pour donner l'impression que la Terre s'est réchauffée bien davantage que ce qui est justifié par les données réelles ». La thèse de Goddard est considérée par le climato-sceptique Anthony Watts (en) comme excessivement accusatrice envers la NOAA et pointe certaines failles du raisonnement tout en mentionnant que la technique de normalisation utilisée par la NOAA a un certain effet.

Causes

D'autres arguments ont été avancés pour tempérer les propos considérés comme alarmistes du GIEC. Tout en reconnaissant l'existence d'un réchauffement climatique, ces arguments consistent à nier la responsabilité humaine dans le réchauffement et à proposer des causes naturelles. Avancés par quelques scientifiques, ils n'ont pas été repris par le reste de la communauté scientifique ou ont été réfutés.

Clarification des points de controverse :

1. L'importance respective des gaz à effet de serre d'origine anthropique et des facteurs naturels dans le réchauffement depuis 1950 était controversée en 2010.
2. L'augmentation de température depuis 1950 n'est pas controversée.
3. L'absence de réchauffement d'origine humaine avant 1950 n'est pas controversée.
4. La nécessité de diminuer nos consommations de pétrole et de gaz naturel n'est pas controversée.

Hypothèse d'une variation naturelle du climat

Le climat connaît des variations régulières et Marcel Leroux (1938-2008) faisait remarquer que le réchauffement annoncé s'inscrivait dans ces variations. Ainsi, un réchauffement récent, l'optimum climatique médiéval, a eu lieu au Moyen Âge, suivi d'une période de refroidissement, le petit âge glaciaire, entraînant des variations importantes de l'étendue des glaciers. On pense que ces derniers étaient plus courts en 1200 qu'aujourd'hui, avant de connaître une crue glaciaire entre le XIV^e siècle et la fin du XIX^e siècle. Selon un historien du XIX^e siècle, Joseph Roman, une voie de l'Antiquité romaine serait encore aujourd'hui recouverte par des glaciers, mais aucun élément matériel ne permet d'appuyer ses propos.

Lors de l'optimum climatique médiéval, la culture de la vigne s'est développée en Angleterre. Par ailleurs, des Vikings se sont installés à la même époque au Groenland. Le nom de ce pays signifiant « pays vert » en danois, des climato-sceptiques tels que Claude Allègre en tirèrent comme argument que le Groenland n'était pas à l'époque recouvert de glace, et que comme il n'y avait à l'époque pas beaucoup d'émissions de CO₂ d'origine humaine, il n'y a pas de liens entre CO₂ anthropique et fonte des glaciers. A contrario, les arguments avancés pour ne pas surestimer ce réchauffement reposent sur le fait que, d'une part, les vignes poussent encore aujourd'hui dans le Yorkshire, d'autre part que le nom de Groenland aurait été choisi par l'explorateur Erik le Rouge afin d'attirer des colons, et que leurs implantations ont été limitées et situées sur une bande côtière au sud de l'île. Les Vikings furent présents au Groenland de l'an 1000 à 1400 environ et la fin de leur implantation est probablement due à plusieurs facteurs : refroidissement du climat, baisse du commerce de l'ivoire avec les pays européens, voire rupture des liaisons avec le continent en raison de l'épidémie de peste noire entre 1347 et 1352, affrontements avec les Inuits progressant depuis le Nord.

Sur le long terme, des variations climatiques sont dues à l'échelle astronomiques aux variations des paramètres de Milanković.
Trois phénomènes astronomiques affectent le mouvement de certaines planètes du système solaire, dont la Terre : les variations de l'excentricité de l'orbite, les oscillations de l'inclinaison de l'axe et la précession des équinoxes. Leur variation cyclique entraîne des changements climatiques naturels, qui sont en particulier à l'origine des périodes glaciaires et interglaciaires. Ces phénomènes se produisent sur de longues périodes et n'expliquent pas un réchauffement se produisant en quelques décennies.

Hypothèse d'un rôle surévalué du CO₂

Le réchauffement climatique est attribué à une origine humaine, responsable de la production excessive de gaz à effet de serre, parmi lesquels le CO₂, qui se dégage notamment par combustion des énergies fossiles. Les carottages glaciaires réalisés en Antarctique montrent une corrélation étonnante entre la température et le taux de CO₂ dans l'atmosphère. Ces relevés ont tout naturellement conduit à lier la production de CO₂ à l'élévation de température. Des premières études suggéraient que l'augmentation du CO₂ était intervenue environ 800 ans après celle de la température antarctique lors de la dernière déglaciation (surnommée Terminaison I, TI) et lors de la Terminaison III. Ce retard éliminait le CO₂ comme cause possible du réchauffement, tout au plus était-il un amplificateur. Mais des études plus récentes ont permis de dater plus précisément les enregistrements réalisés et ont remis en cause les résultats et les méthodes utilisées dans ces premières études. Elles montrent un déphasage quasi nul pour la dernière déglaciation et pour la Terminaison II entre le CO₂ et la température antarctique, compatible avec une causalité du CO₂.

L'impact de l'activité humaine sur le réchauffement climatique est illustré par une comparaison entre les températures des jours de semaine et celles des fins de semaine : en 2003, une étude américaine conduite par Piers Forster (en) portant sur 30 ans et plus de 1 000 stations montre que, pendant les week-ends, l'amplitude de température entre le jour et la nuit est de 0,5 °C en moyenne plus forte que celle des autres jours de la semaine. Cette différence entre jours de semaine et week-ends est corrélée au cycle hebdomadaire de l'activité humaine (forte la semaine et faible le week-end). Ces études font appel à des mesures de surface, éventuellement sujettes à l'effet d'îlot urbain.

Hypothèse d'un réchauffement sur d'autres planètes du système solaire

En 2007, Habibullo Abdussamatov, qui dirigeait l'observatoire astronomique de Saint-Pétersbourg, doutait que l'activité humaine fût responsable du réchauffement de la Terre en avançant comme argument que le même phénomène était également observable sur Mars, ce qui peut conduire à penser que la même cause, due au Soleil, est à l'origine des deux observations. Cette hypothèse fut cependant réfutée par le fait que dans ce cas, on aurait dû observer également un réchauffement des autres planètes. Selon les climatologues, les causes du réchauffement de Mars sont propres à cette planète, et en aucun cas liées à une origine extérieure, notamment solaire, qui serait partagée avec la Terre.

Hypothèse d'une influence négative de la vapeur d'eau

Depuis 2002, le satellite AQUA de la NASA réalise des mesures précises du cycle de la vapeur d'eau atmosphérique, principal gaz à effet de serre, des nuages et des précipitations, en vue d'en mieux connaître les rétroactions dans l'évolution de la température atmosphérique. En juin 2008, le professeur Roy Spencer (scientist) (en), après analyse des données, conclut que, contrairement aux modélisations utilisées par les divers centres de recherche, l'eau atmosphérique apporte une forte rétroaction négative à l'effet de serre et que l'évaluation du réchauffement global doit être très fortement diminuée^{[source insuffisante]}.

Hypothèse d'une saturation de l'effet de serre

Début 2008, Ferenc Miskolczi, physicien hongrois, publie un article dans une revue scientifique de Hongrie, dans lequel il présente une modélisation nouvelle de « l'effet de serre borné dans une atmosphère finie semi-transparente ». Son étude, qui est encore discutée^{[réf. nécessaire]}, aboutit d'une part à la conclusion que l'influence des gaz à effet de serre sur le réchauffement climatique est surestimée par le GIEC et qu'il faut rechercher d'autres causes à ce réchauffement ; d'autre part que l'effet de serre terrestre est « saturé», qu'il ne peut ni augmenter ni diminuer et que l'augmentation de la contribution d'un composant atmosphérique à cet effet est compensé par une diminution de celle d'un autre composant : une augmentation du CO₂ serait ainsi compensée par une diminution de l'humidité relative.

Hypothèse des fluctuations de l'activité solaire

Activité solaire depuis l'an 900, mesurée par la variation de quantité de carbone 14 par rapport à l'actuel, dans le bois (plus il y avait d'activité solaire et moins il y avait de carbone 14 produit dans l'atmosphère et le bois de l'époque, car les vents solaires dévient les rayons cosmiques qui produisent le carbone 14).

Le Minimum de Maunder correspond à un déficit marqué du nombre de taches solaires entre 1645 et 1715. Un siècle après le minimum de Maunder eut lieu le minimum de Dalton. Indépendamment de ces périodes de minimum apparaît très clairement une modulation du nombre de taches solaires, suivant le cycle solaire d'environ 11 ans.

Les simples variations de flux thermiques solaires n'expliquent pas les anomalies de températures. Mais l'hypothèse d'une influence de l'activité solaire (c'est-à-dire le nombre d'éruptions à la surface du soleil, observées depuis Galilée sous la forme de taches solaires) a été avancée en 1991 par Knud Lassen de l'Institut danois de météorologie de Copenhague et son collègue Eigil Friis-Christensen. Cette théorie expliquerait 80 % des variations de température sur les quatre derniers siècles. Elle fut de nouveau avancée en 1997 par Eigil Friis-Christensen et Henrik Svensmark.

Selon eux, une forte activité solaire entraînerait une diminution du flux des rayons cosmiques d'origine galactique, réduisant l'ionisation de l'atmosphère et entraînant une moindre formation des noyaux de gel et de condensation. La couverture nuageuse se réduirait, diminuant l'albédo de la planète et permettant ainsi un réchauffement. À l'inverse, une faible activité solaire devrait être liée à un refroidissement. À l'appui de cette thèse, le Minimum de Maunder, durant le Petit âge glaciaire, approximativement située entre 1645 et 1715, correspond à une époque durant laquelle le nombre de taches solaires, et donc le champ magnétique du Soleil et toutes les formes d'activité qui en découle, étaient significativement plus faibles qu'aujourd'hui. Le lien entre environnement et activité solaire a également été mis en évidence par l'étude de données hydrologiques en Afrique du Sud. Les enregistrements du soleil et de la température globale de surface semblent relativement corrélés aussi bien sur des échelles de temps courtes que longues si l’on adopte les méthodologies et modèles solaires appropriés^{[source insuffisante]}. Les travaux de l'équipe de Svensmark ont trouvé de nombreux échos dans la communauté scientifique autour des années 2000.

Cependant, peu de temps après l'exposé de la théorie de Friis-Christensen et Svensmark, l'américain Paul Damon et le danois Peter Laut dirent avoir trouvé des erreurs dans les données citées pour soutenir leur hypothèse. En outre, une réduction de la couverture nuageuse diminue certes l'albédo, mais diminue également l'impact de l'effet de serre et il est plus difficile de déterminer si le bilan final entraîne un réchauffement ou un refroidissement de l'atmosphère. Enfin, le rôle des rayons cosmiques dans la création des noyaux de condensation est discuté, en particulier dans les basses couches de l'atmosphère où les aérosols semblent jouer un rôle prédominant.

Par ailleurs, Dans l'édition du 6 mai 2000 de l'édition américaine du magazine britannique New Scientist, Lassen et l'astrophysicien Peter Thejll, complétant l'étude de 1991 avec de nouvelles données, conclurent que bien que le cycle solaire puisse expliquer environ la moitié de l'accroissement en température observé depuis 1900, il ne pouvait en aucune manière expliquer l'accroissement de 0,4 °C depuis 1980. En effet, les données indiquent que la corrélation entre les températures et l'activité solaire n'est plus valable pour les trente dernières années, cette dernière étant restée à peu près constante. Cette absence de la corrélation climat-activité solaire depuis les années 1980 est reconnue par Eigil Friis-Christensen lui-même en 2002.

En 2007, le quatrième rapport du GIEC estime que le forçage radiatif dû aux gaz à effet de serre produits par l'activité humaine est dix fois plus important que celui dû au rayonnement solaire. En 2014, ce ratio a été porté à quarante fois par le cinquième rapport du GIEC.

L'expérience Cloud (en) (Cosmic Leaving OUtdoor Droplets) qui utilise l'installation du synchrotron à protons du CERN, a montré en 2016 que les variations d'intensité du rayonnement cosmique n'affectaient pas de manière significative le climat actuel, invalidant cette hypothèse.

Modèle de simulation numérique

Alors que dans les années 1970, on s'interrogeait sur les cycles de refroidissement et de réchauffement du climat et sur les tendances qu'il allait adopter, le développement de modèles climatiques informatisés est désormais utilisé pour établir des prévisions sur lesquelles le GIEC base ses recommandations. Les résultats de ces prévisions sont discutés pour fournir une prédiction finale avec un indice de confiance. Il faudra attendre plusieurs décennies pour vérifier la conformité des modèles aux prévisions.

En 2001, Peter Stott et d'autres chercheurs du centre Hadley du Royaume-Uni ont publié un article portant sur le modèle de simulation numérique le plus complet jamais réalisé sur le XX^e siècle. Leur étude comprenait à la fois les agents de forçage naturels (variations solaires, émissions volcaniques, etc.) et le forçage anthropique (gaz à effet de serre, aérosols, etc.). À l'instar de Lassen et de Thejll, ils trouvèrent que les facteurs naturels expliquaient un réchauffement graduel jusqu'en 1960, suivi d'un retour à des températures proches de celles de la fin du XIX^e siècle, en accord avec le changement graduel du forçage solaire au cours du XX^e siècle et de l'activité volcanique des dernières décennies. Ces facteurs seuls étaient incapables d'expliquer le réchauffement des dernières décennies.

De façon similaire, le forçage anthropique seul ne pouvait expliquer le réchauffement de la période 1910-1945, mais se révélait nécessaire pour simuler le réchauffement depuis 1976. Cependant, en combinant tous ces facteurs intervenants, l'équipe de Stott fut en mesure de simuler précisément les changements de températures planétaires au cours du XX^e siècle. Ils prédirent que l'émission continue de gaz à effets de serre causerait des montées de température futures « à un rythme similaire à celui qu'on a pu observer durant les dernières décennies ». Un graphique de la relation entre les facteurs naturels et anthropiques contribuant au changement de climat est reproduite sur le rapport Climate Change 2001: The Scientific Basis du GIEC.

Par ailleurs, dans la conclusion de son rapport d'octobre 2010 sur le changement climatique, l'académie des sciences française indique que : « Des incertitudes importantes demeurent sur la modélisation des nuages, l’évolution des glaces marines et des calottes polaires, le couplage océan‐atmosphère, l’évolution de la biosphère et la dynamique du cycle du carbone ».

Antarctique

Pendant des décennies, la superficie de la banquise de l’Antarctique a augmenté malgré le réchauffement climatique. Ce phénomène a provoqué la perplexité de la communauté scientifique puisqu'il semblait contredire les prévisions de réchauffement. Après avoir atteint un maximum en 2014, la banquise s’est mise à y fondre très rapidement.

L'explication de ce phénomène est assez simple : l'air, en se réchauffant, voit son taux d'humidité augmenter, ce qui augmente les chutes de neige, compensant en partie la fonte due au réchauffement. À cela s'ajoute le fait que la fermeture du trou dans la couche d'ozone a refroidi l’atmosphère.

Effets bénéfiques du réchauffement

Guy Stewart Callendar voyait dans ce réchauffement des effets bénéfiques qui rendraient les climats nordiques plus doux et retarderaient notamment un « retour meurtrier des glaciers » annoncé par la théorie des cycles climatiques de Milutin Milanković. Parmi les effets positifs, on peut citer l’amélioration de la navigation et du transport maritime en mer Baltique et en Arctique, l’accès aux ressources de l'océan Arctique ; l'élévation de la température et des concentrations atmosphériques en CO₂ vont favoriser le métabolisme des végétaux et leur photosynthèse et augmenter la productivité végétale, le dégel du pergélisol va permettre d'augmenter les surfaces cultivables, les dépenses énergétiques pour le chauffage devraient globalement diminuer, enfin le coût sociétal des pathologies liées au froid (engelures, rhumes, etc.) devrait également diminuer.