Les températures sont obtenues à partir de données de stations météorologiques de surface et en mer , ou déduites de données satellitaires météorologiques . Les anomalies de température peuvent être calculées à partir de jeux de données sur les températures atmosphériques près de la surface et en altitude, ou sur les températures de surface de la mer .
Les anomalies de température mesurent la température par rapport à une température de référence, souvent calculée comme la moyenne des températures sur une période de référence, appelée période de base. Les relevés de température moyenne mondiale à la surface sont généralement présentés sous forme d'anomalies plutôt que de températures absolues.L'utilisation de valeurs de référence calculées pour différentes zones sur la même période permet d'établir une base de référence à partir de laquelle les anomalies sont calculées. Ainsi, des données normalisées sont utilisées pour comparer plus précisément les variations de température aux valeurs normales. Par exemple, des jeux de données inframondiaux peuvent concerner uniquement les terres émergées, uniquement les océans ou des séries temporelles hémisphériques. Les anomalies fournissent un cadre de référence qui permet des comparaisons plus pertinentes entre les lieux et des calculs plus précis des tendances de température.
L’utilisation de différentes périodes de référence ne modifie pas la forme des graphiques de séries chronologiques ni la représentation des tendances qu’ils mettent en évidence. Par exemple, la politique de l’Organisation météorologique mondiale (OMM) préconise l’utilisation d’une période de référence de 30 ans, tandis que, par souci de simplicité conceptuelle, une période de référence d’un siècle est parfois utilisée pour suivre l’évolution globale des températures à la surface du globe. Différentes organisations météorologiques ont utilisé des périodes de référence spécifiques pour leurs ensembles de données sur la température moyenne mondiale de surface , telles que 1951-1980 (NASA GISS et Berkeley Earth ), 1961-1990 (HadCRUT UK ), 1901-2000 (NCDC/NOAA ) et 1991-2020 (Japan Met ).
Écart type

Les anomalies seules ne suffisent pas à caractériser le caractère exceptionnel des valeurs de température. L' écart type , symbolisé par la lettre σ (sigma minuscule), quantifie le degré de variation des valeurs d'un ensemble de données (voir les bandes colorées dans le graphique de droite). Par exemple, une variation de +2 °C peut être plus significative dans une région où les températures sont généralement stables qu'une autre de +3 °C dans une région où la variabilité est généralement importante. C'est pourquoi les anomalies sont souvent présentées sous forme d'« anomalies standardisées », c'est-à-dire l'anomalie divisée par l'écart type.
En résumé : le choix de la période de référence détermine le positionnement vertical d’une courbe sur un graphique, et l’écart détermine à quel point la courbe est « étirée » verticalement sur le graphique.
Prévision
La prévision numérique du temps fournit les prévisions de température pour les prochains jours ou semaines. Ces prévisions permettent de calculer les anomalies durant ces périodes. Il existe deux types de prévisions : déterministes et probabilistes, qui donnent des résultats différents.
Les données déterministes sont des valeurs obtenues en exécutant le modèle de prévision avec des conditions initiales déterminées par assimilation de données . Les données probabilistes proviennent d'ensembles de prédiction où le modèle (ou différents modèles) est exécuté plusieurs fois avec de légères variations des conditions initiales à chaque fois.
Les anomalies déterministes ont un écart type qui dépend uniquement du biais de la prévision. L'écart et les anomalies probabilistes, calculés à partir de plusieurs solutions de modèles, représentent eux-mêmes des probabilités d'occurrence.