L'estimation de l'évolution de la température à l'échelle planétaire est une entreprise jalonnée d'embûches. Tout d'abord, pour diagnostiquer un changement climatique, il faut pouvoir disposer d'un réseau de mesures bien réparti à la surface du globe. Or, si le réseau de stations météorologiques est bien développé sur les continents, les mesures sont en revanche plus éparses sur les océans, surtout dans l'hémisphère sud.
En mer, les observations proviennent en grande partie de navires marchands sélectionnés pour effectuer des mesures régulières de la température de l'eau de mer et de l'air au cours de leur voyage. Il est difficile de couvrir ainsi toute la surface des océans, car les bateaux empruntent certains trajets privilégiés.
Actuellement, on compte cinq mille navires marchands pour neuf mille stations terrestres, alors que les océans couvrent 71 % de la surface du globe. Depuis quelques années, ce réseau est progressivement complété par des bouées automatiques qui communiquent leurs données par satellite interposé. Des mesures sont également effectuées directement à partir des satellites. Mais ces améliorations sont récentes. Elles permettront surtout de suivre l'évolution du climat dans le futur. L'insuffisance du réseau de mesures est encore accentuée lorsque l'on considère les températures obtenues au début du siècle car, même sur terre, le réseau de stations météorologiques n'était pas aussi dense qu'actuellement. L'Afrique et la majeure partie du continent nord-américain en étaient pratiquement dépourvus. En Antarctique, les premières stations permanentes n'ont été implantées qu'en 1957.
Non seulement la quantité, mais également la qualité des mesures de température ont été améliorées au cours du siècle. Les valeurs de température sont dépendantes de la façon dont on opère, ce qui nécessite la définition d'un standard de mesure. A ce titre, l'exemple des observations pratiquées par les navires marchands est très instructif. A partir des années 1940, certaines mesures ont été obtenues directement par immersion d'un thermomètre dans l'eau de mer alors qu'auparavant, on tirait un seau d'eau sur le pont pour effectuer cette mesure. Or, l'eau du seau s'évapore au contact avec l'air et se refroidit d'autant. Qui plus est, lorsque la
Prévoir le temps ou déceler l'évolution du climat nécessite l'implantation d'un réseau dense et continu de stations pour la mesure des principaux paramètres météorologiques: température, vents, pression et
humidité. Ces mesures sont effectuées dans des abris météorologiques répartis à la fois à terre et sur mer.
méthode du seau était en vigueur, des écarts importants ont été introduits par le choix de matériaux utilisés pour la fabrication du seau: la toile, le bois, le plastique ou le métal n'isolent pas de la même façon l'eau de l'air environnant!
D'autres sources d'erreurs existent également pour les observations effectuées sur terre. Les conditions d'exposition du thermomètre sont importantes. Il faut non seulement isoler l'instrument des rayons directs du soleil, mais également du rayonnement diffusé par le sol, ce qui n'a pas toujours été le cas.