Le climat de l'Isère, principalement en fonction de la saison et du relief (plaines, vallées, montagnes) est très varié.
Dans le Nord-Isère, on peut parler d'un climat continental avec de très légères influences venant du sud (léger creux pluviométrique en été et en hiver et fortes précipitations au printemps et en automne). Il neige beaucoup en hiver, notamment dans les terres froides et les étés sont chauds, venteux et quelque peu secshttps://journals.openedition.org/cybergeo/23155?lang=pt&file=1.
Au sud et à l'ouest on peut parler d'un climat continental chaud avec des influences méditerranéennes (étés et hivers secs, intersaisons très pluvieuses) tandis que l'est de l'Isère est concerné par un climat montagnard.
Un réseau d'observations météorologiques, le réseau climatologique départemental, a été mis en place et géré par la Commission météorologique de l'Isère depuis 1873. Des observateurs bénévoles relevaient quotidiennement différents paramètres météorologiques (température min, max, cumul de précipitations, hauteur de neige, etc.). Assez limité jusqu'à la fin du 19e siècle, avec une quinzaine de stations actives, le réseau s'est étendu aux zones montagneuses à partir du début du 20e siècle.
Caractère général du climat de l'Isère
À l'extrémité ouest de la chaine alpine, à quelques centaines de kilomètres des façades atlantique et méditerranéenne, le département subit le flux atlantique et ses perturbations mais de façon un peu moins constante que beaucoup de régions françaises à cause de l'éloignement de l'océan et de « l'écran » du Massif Central vers l'ouest. Le département est d'autre part quelque peu "protégé" par le massif alpin des vents froids qui viennent de l'est ou du nord-est. À cause de tous ces facteurs et par sa latitude moyenne (), l'Isère présente un climat tempéré contrasté, d'une saison à l'autre, mais aussi parfois d'un jour à l'autre, contrasté certes mais pas extrême, et malgré la vigueur du relief qui multiplie les conditions particulières, aucun record français, chaleur, froid, pluie, sécheresse ou vent n'y a été enregistré.
Du fait du relief et des grandes différences d'altitude, moins de en vallée du Rhone et plus de dans le massif des Écrins, le climat est très contrasté suivant l'altitude bien sur mais aussi selon l'exposition qui joue un grand rôle. En illustration de ces contrastes, à de distance seulement on peut noter la différence de température annuelle entre Saint Martin d'Hères () et Villard de Lans (), , qui est à peu près la même que la différence de température annuelle entre Lille et Arles.
À cause des montagnes, les précipitations sont abondantes, même à basse altitude et vont de par an en vallée du Rhône (Vienne) à mm par an à Saint Pierre de Chartreuse.
Les pluies sont apportées majoritairement par les perturbations atlantiques (en toutes saisons) et dans une moindre mesure par les dépressions méditerranéennes (surtout en automne). À Grenoble, les pluies sont réparties très uniformément selon les saisons avec une très légère dominance des pluies d'automne. Dans le nord-ouest du département ce sont plutôt les pluies de printemps et d'automne qui dominent avec relative sécheresse en été et plus encore en hiver. Dans le sud du département, la répartition est assez uniforme avec des précipitations d'automne et d'hiver qui sont prépondérantes et une relative sécheresse d'été.
L'enneigement est modeste à basse altitude, record de en 1946 à Grenoble à , à peine plus que pour les villes françaises de plaine. Il devient vite fort dès que l'on gagne en altitude, surtout dans les Préalpes, avec un record de en 1970 au col de Porte à .
Il n'y a qu'un seul point de mesure officiel de l'ensoleillement dans le département, l'aéroport de Saint Geoirs qui enregistre de soleil annuel. Cependant, d'après les cartes émises par Météo-France et d'après les relevés de la station de Lyon, on peut estimer que l'ensoleillement annuel moyen va croissant du nord au sud de l'Isère, il passerait de environ à proximité des plaines lyonnaises à environ en Matheysine-Trièves.
Hiver À cause de son relatif éloignement des façades maritimes, même en plaine les hivers isérois sont plutôt froids par rapport à ceux du reste de la France. Cependant, à basse altitude, ils sont un peu plus courts et légèrement moins excessifs que les hivers des départements du nord-est par exemple.
Cela dit, la plaine de Bièvre où se trouve l'aéroport de Grenoble Saint-Geoirs est l'un des secteurs de plaine les plus froids de France en hiver, surtout lors des nuits dégagées avec de la neige au sol. La température a plongé à le 3 janvier 1971, puis rebelotte avec le et encore le .. Ces températures extrêmes soulignent en fait la disposition de la plaine de la Bièvre, semblable à une combe coincée entre les Terres froides au nord et le plateau de Chambaran au sud.
Avec l'altitude, la durée du froid s'allonge, bien sûr, et la température s'abaisse mais surtout la neige et le vent s'intensifient. Les températures moyennes en janvier à Grenoble varient entre le matin et l'après-midi (valeurs calculées pendant la période 1971-2000). Les 10 premiers jours de janvier sont les plus froids (les températures moyennes varient de à ). Les précipitations moyennes en hiver sont de à Grenoble, soit 24 % des précipitations moyennes annuelles. En hiver, la moitié sud-est du département, surtout les reliefs, est plus ensoleillée que le nord-Isère souvent soumis aux brouillards.
Printemps Assez précoce dans les vallées abritées, le printemps est plus long à s'installer en altitude. En avril, la température moyenne à Grenoble varie entre le matin et l'après-midi. En montagne, les orages de convection commencent le plus souvent à sévir en mai. Les précipitations printanières sont de à Grenoble, soit 24 % des précipitations moyennes annuelles.
Été Du fait de l'éloignement de l'océan et de sa situation dans la moitié sud de la France, à basse altitude l'Isère a des étés bien marqués, les épisodes chauds et ensoleillés alternent avec des irruptions d'air atlantique qui se traduisent par des orages rafraichissants. Dans les massifs, les étés fraîchissent assez rapidement avec l'altitude et l'ensoleillement diminue du fait des fréquents cumulus l'après-midi devenant souvent orageux en soirée. Le mois le plus chaud à Grenoble est le mois de juillet (températures moyennes de à ). Les précipitations estivales sont de à Grenoble, soit 24 % des précipitations moyennes annuelles.
La température en été est très variable, on peut avoir un climat relativement chaud de , avec des périodes de canicule à près de , car Grenoble est placée dans une « cuvette » où la chaleur et la pollution se condensent l'air ne circule pas, en cas d'anticyclone, du fait de sa ceinture de montagne avec des sommets à près de La vallée de l’Isère étant seulement à un peu plus de vers Grenoble. Du jour au lendemain il peut faire très frais, puis passer à des températures automnales aux environs de très rapidement.
Automne Bien que l'automne en Isère soit assez pluvieux, septembre et octobre sont les mois les plus propices à la balade en montagne, avec la température qui reste longtemps clémente au cours des belles journées ensoleillées et les orages de fin de journée qui disparaissent. La température moyenne à Grenoble en octobre varie de le matin à l'après-midi. Les précipitations automnales sont de à Grenoble, soit 28 % des précipitations annuelles.
Unités climatiques de l'Isère Les principaux domaines climatique existant dans le département sont fortement liés au relief: La moitié nord-ouest est formée de plaines à l'ambiance tempérée, de bas plateaux et de collines un peu plus rudes. Du fait du relief peu accentué, les masses d'air venues du nord et du sud circulent aisément. Les températures nocturnes sont assez fraiches à proximité des massifs. Se rattachent à cet ensemble le Plateau de Crémieu, les Terres Froides, le Chambaran, la Bourbre, la Bièvre, le Bas Grésivaudan, les Balmes viennoises et la Vallée du Rhône. La moitié sud-est, beaucoup plus cloisonnée, est formée de hauts massifs alpins au climat montagnard, rude en altitude. Ces massifs encadrent des vallées et dépressions dont l'altitude peut s'abaisser jusqu'à , au climat abrité et tempéré. Cette zone comprend les Préalpes, le Trièves, Belledonne, les Écrins et les vallées alpines.
Plateau de Crémieu Le plateau de Crémieu se situe à l'extrême nord du département. Son climat se distingue des autres unités climatiques iséroises notamment par un nombre de jours sans dégel en hiver légèrement plus élevé que dans le sud du département. Cela s'explique en partie par le brouillard plus persistant dans cette partie de l'Isère et également par l'altitude (environ sur le plateau). Le plateau de Crémieu reçoit les perturbations atlantiques en légère avance de phase par rapport au sud du département. Concrètement cela veut dire que le redoux, par vent d'ouest, aura quelques heures d'avance sur les vallées alpines.
Vallée du Rhône Largement ouverte vers le nord et le sud, elle connait le phénomène bien connu du Mistral, vent du nord accéléré par effet de tuyère et de couloir entre le Massif Central et les Alpes. C'est aussi une zone d'affrontement privilégiée où se trouvent canalisés l'air méditerranéen, doux et humide et l'air plus froid qui vient du nord, ce conflit donne parfois lieu à des précipitations particulièrement intenses, orages en été et en automne, neige en hiver.
Terres Froides Zone de collines prolongeant vers l'ouest le massif de la Chartreuse et culminant à environ, les Terres froides, bien que d'altitude modeste, connaissent un nombre assez élevés de jours de gel, neige et brouillard.
L'aéroport de Grenoble-Alpes-Isère possède une station située à d'altitude dont le climat est assez représentatif de cette zone. Cette station a un climat continental mais selon la classification de Köppen la température moyenne du mois le plus froid (janvier) est supérieure à ce qui place cette dernière en climat océanique (Köppen: Cfb) avec, paradoxalement un record de chaleur à le et un record de froid à le . Des records extrêmes, bien loin des records attendus dans un climat océanique classique. La température moyenne annuelle est de .
Le second tableau qui a été établi au même endroit avant 1986 montre des températures plus fraîches de l'ordre de comparées au premier tableau et donc tend à montrer un phénomène de réchauffement climatique.
Climat des préalpes La Chartreuse et le Vercors sont les premiers massifs des Alpes que rencontrent les perturbations atlantiques. La pluviométrie y est marquée, et de manière plus accentuée en Chartreuse que dans le Vercors. Il tombe ainsi plus de d'eau par an près de la Grande Chartreuse, contre moitié moins en vallée du Grésivaudan par exemple. La conformation du Vercors en hauts plateaux amène des minima nocturnes souvent plus bas qu'en Chartreuse à altitude égale.
Climat des Territoires Matheysine-Trièves La Matheysine, le Trièves, zone de moyenne montagne entourée de massifs élevés, quelque peu abritée des flux d'ouest par le Vercors est une des parties de l'Isère les plus méridionale. Comme les Écrins, ces régions, à pluviosité plus réduite connaissent un climat de transition entre les Alpes du Nord humides et les Alpes du Sud relativement sèches.
Climat des Écrins Plus haut massif de l'Isère, avec des sommets frôlant ou dépassant les mètres, les Écrins sont à la fois relativement secs (les précipitations venant de l'ouest tombant d'abord sur la chaîne de Belledonne et les préalpes) et très froids en raison de l'altitude. C'est aussi le seul endroit de l'Isère où l'on trouve des glaciers à zone d'accumulation franche : on considère en effet qu'au-dessus de mètres d'altitude, la pluie est un phénomène rare, toutes les précipitations tombant sous forme de neige.