James Edward Hansen est né le . Il est professeur associé au Département des sciences de la Terre et de l’environnement de l’université Columbia. Hansen est surtout connu pour ses recherches dans le domaine de la climatologie, son audition sur le changement climatique devant le Congrès américain en 1988, qui contribua à faire émerger la problématique du réchauffement climatique, et son engagement en faveur d’actions visant à éviter un changement climatique catastrophique.
Ces dernières années, Hansen est devenu un militant de la cause climatique appelant à mettre en œuvre des actions permettant de réduire les effets du changement climatique, ce qui lui a valu plusieurs arrestations..
Hansen a proposé une approche originale du réchauffement climatique, selon laquelle l’augmentation de de la température moyenne mondiale au cours des 100 dernières années s’explique essentiellement par l’effet de gaz à effet de serre autres que le dioxyde de carbone (comme le méthane)..
Études et premières années Hansen est né à Denison, dans l’Iowa. Ses parents sont James Ivan Hansen et Gladys Ray HansenCharles Sherwin Shene et Donna Hansen Stene, The Hansen Family, Decorah, IA, 2009, 56-57.. Il a étudié la physique et l’astronomie dans le programme de sciences spatiales de James Van Allen à l’université de l'Iowa. Toujours à l’université de l'Iowa, il a obtenu un B.A. en physique et mathématiques avec mention en 1963, un M.S. en astronomie en 1965, et un PhD en physique en 1967. Il a participé au programme d'études supérieures de la NASA de 1962 à 1966 et, dans le même temps, entre 1965 et 1966, il était étudiant invité à l'Institut d'astrophysique de l’université de Kyoto et au département d'astronomie de l'université de Tokyo. Puis Hansen a commencé à travailler au Goddard Institute for Space Studies en 1967..
Carrière Après ses études supérieures, Hansen a continué son travail sur les modèles de transfert radiatif, pour tenter de comprendre l’atmosphère vénusienne. Plus tard, il appliquera et affinera ces modèles afin de comprendre l’atmosphère terrestre, en particulier les effets des aérosols et des gaz à l’état de trace sur le climat de la Terre. Le développement et l'utilisation des modèles climatiques globaux de Hansen ont contribué à la compréhension du climat de la Terre. En 2009 paraît son premier livre, En 2012, il donne une conférence TED : . (« Pourquoi je dois parler franchement du changement climatique »).
De 1981 à 2013, il a dirigé le Goddard Institute for Space Studies de la NASA à New York, qui est rattaché au Goddard Space Flight Center de Greenbelt dans le Maryland. Depuis 2014, Hansen dirige le programme sur les sciences du climat, la sensibilisation et les solutions à l'Institut de la Terre de l'université Columbia.. Ce programme œuvre à « faire le lien » entre les progrès de la science climatique fondamentale d’une part et la sensibilisation et l’incitation à l’action du grand public et des décideurs politiques d’autre part.
Activités de recherche et publications Lors de ses études à l'université de l'Iowa, Hansen a été attiré par les recherches effectuées dans le cadre du programme de science spatiale de James Van Allen dans le département de physique et d'astronomie. Une décennie plus tard, il s’est tourné vers la recherche sur les planètes, notamment pour essayer de comprendre le changement climatique induit sur Terre par les modifications anthropiques de la composition de l’atmosphère.
Hansen a déclaré que l'un de ses champs de recherche est le phénomène de transfert radiatif au sein des atmosphères planétaires, en particulier l'interprétation des télémesures de l'atmosphère et de la surface de la Terre faites par satellite. En raison de la capacité des satellites à surveiller l'ensemble du globe, ils peuvent être l'un des moyens les plus efficaces pour surveiller et étudier les changements affectant la planète. Ses autres champs de recherche englobent le développement de modèles de circulation générale pour aider à comprendre les évolutions du climat, ainsi que l’impact des activités humaines sur le climat.
Étude de Vénus right|thumb| Vénus est entourée par une atmosphère épaisse composée principalement de dioxyde de carbone et d'azote, et ses nuages sont composés d’acide sulfurique. Avant les travaux de Hansen, l’épaisseur de l'atmosphère posait problème. Elle était en contradiction avec la température élevée à la surface de la planète.
À la fin des années 1960 et au début des années 1970, à l’issue de sa thèse, Hansen a publié plusieurs articles sur la planète Vénus. Vénus possède une température de brillance élevée, relativement éloignée des infra-rouges. Hansen a proposé d’expliquer cette température de surface élevée par le piégeage de l'énergie interne de la planète par des aérosols. Des études plus récentes ont suggéré qu’il y a plusieurs milliards d'années, l'atmosphère de Vénus était beaucoup plus proche de celle de la Terre qu'elle ne l'est aujourd’hui, et qu'il y avait probablement d'importantes quantités d'eau liquide à la surface. Mais l'évaporation de l'eau originelle a généré un niveau critique de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, ce qui aboutit à un emballement de l’effet de serre.
Hansen a poursuivi son étude de Vénus en observant la composition de ses nuages. Il a analysé la réflectivité dans le proche infrarouge des nuages de glace, les a comparés à des observations de Vénus, et a constaté une similitude. Il a également été en mesure d'utiliser un modèle de transfert radiatif afin de fixer une limite supérieure à la taille des particules de glace. Ces avancées, publiées dans les années 1980, ont démontré que les nuages se composent principalement de dioxyde de soufre et de gouttelettes d'acide sulfurique.
En 1974, la composition des nuages de Vénus n’avait pas encore été déterminée. De nombreux scientifiques proposaient une grande variété de composés, y compris l'eau liquide et des solutions aqueuses de chlorure ferreux. Hansen et Hovenier se sont servis de la polarisation de la lumière solaire réfléchie par la planète pour établir que les nuages étaient sphériques et composés d’acide sulfurique. Kiyoshi Kawabata et Hansen élargirent ce travail en regardant la variation de la polarisation sur Vénus. Ils ont découvert que les nuages visibles forment une brume diffuse plutôt qu'un épais nuage, confirmant les mêmes résultats obtenus à partir de transits à travers le soleil..
Le projet spatial Pioneer Venus a été lancé en et a atteint Vénus à fin de cette même année. Hansen a collaboré avec Larry Travis et d'autres collègues à un article paru dans la revue Science en 1979. Ils ont écrit sur le développement et la variabilité des nuages dans le spectre ultraviolet. Ils y concluent que les nuages se composent d'au moins trois matériaux : une mince couche de brume, des nuages d'acide sulfurique, et un absorbeur d'ultraviolet inconnu en dessous de la couche de nuages d'acide sulfurique. Les données de polarisation linéaire obtenues à partir de la même mission ont confirmé que les couches basses et intermédiaires des nuages étaient composées d'acide sulfurique d’un rayon d'environ 1 micromètre, et qu’une couche de brume submicronique était présente au-dessus de la couche nuageuse.
Analyse de température globale left|thumb| Un exemple de station-météo automatisée d’aéroport, qui réalise toutes les heures des mesures météorologique telles que la température, les conditions météo, le vent, l’état du ciel et la visibilité. De telles stations sont installées dans le monde entier et servent à extrapoler une température globale.
La première analyse de température globale conduite par le GISS (Goddard Institute for Space Studies, de la NASA) a été publiée en 1981. Hansen et ses co-auteurs y analysaient les températures de l’air en surface, relevées par des stations météorologiques entre les années 1880 et 1985. Ils montraient que les températures provenant de stations distantes de au plus étaient très corrélées, particulièrement à moyenne altitude, et qu’ainsi les données de ces stations pouvaient être combinées pour fournir des variations de température long terme précises. Les auteurs concluaient que, par principe, une température moyenne globale peut être calculée, même si la plupart des stations se trouvent dans l’hémisphère nord, en zone continentale. Le réchauffement sur le siècle dernier était de 0,5, avec un réchauffement similaire dans les deux hémisphères. Lorsque cette analyse fut reconduite en 1988, les quatre années les plus chaudes de l’histoire des relevés étaient toutes dans la décennie 1980. Les deux plus chaudes étant 1981 et 1987.
À la suite de l’éruption du Mont Pinatubo en 1991, l’année 1992 fut marquée par un refroidissement de la température globale. Une corrélation sérielle entre les températures globales suggérait penser que les années suivantes allaient elles aussi être plus froides. Basset et Lin montrèrent que les chances d’un nouveau record de température étaient assez faibles ce à quoi Hansen répondit que ce genre de raisonnement statistique est biaisé par le fait que leurs auteurs disposent d’informations a priori et de connaissances sur la physique des systèmes climatiques et que l’observation d’un « record » de température est grandement influencée par le jeu de données considéré.
Les données de température actualisées en 1999 mirent en évidence d’une part que 1998 avait été l’année la plus chaude depuis le début des mesures en 1880, et d’autre part que la cadence du réchauffement de l’époque était la plus forte jamais observée. Les chercheurs conclurent que l'épisode récent dEl Niño n’était pas entièrement responsable de ce phénomène. Malgré cela, le réchauffement avait été moindre aux États-Unis et une partie de l’est des USA, et que l’océan Atlantique Ouest avait même connu un léger refroidissement.
Depuis 2001, le calcul de la température globale a sensiblement changé et inclut plusieurs corrections : Correction du biais de temps d'observation, Modification de l'historique des stations, Différenciation entre les stations urbaines et rurales, Ajustement des stations urbaines, d'après une observation satellite de l'éclairage urbain nocturne, Plus grand poids donné aux stations rurales dans les calculs de température. Un réchauffement local urbain a été mis en évidence aussi bien dans les zones urbaines que dans les zones péri-urbaines et dans les petites villes. Après les températures anormalement élevées de 1998 dues à El Niño, une relative baisse des températures est observée en 2001. Cependant, dans une publication de 2001 dans la revue Science, Hansen réaffirme l’existence – et la poursuite – du réchauffement climatique, et suggère que la hausse des températures devrait être l’occasion de discuter de solutions pour atténuer le réchauffement climatique. Une mise à jour des données en 2006 montre que les températures sont alors plus chaudes qu’un siècle auparavant et conclut que le réchauffement climatique récent relève bien d’un changement climatique et n’est pas un artefact dû à l’effet d’ilot de chaleur urbaine. Par ailleurs, les variations régionales de température (plus chaud aux hautes latitudes) constitueraient une preuve de plus que le réchauffement est bien d’origine anthropique.
En 2007, Stephen McIntyre signala au GISS que de nombreuses données de température, tirées du Historical Climatology Network (USHCN) aux États-Unis, présentaient une discontinuité autour de l’an 2000. La NASA corrigea le défaut correspondant dans le logiciel chargé de compiler ces données et porta au crédit de McIntyre la détection du problème. Hansen a par la suite indiqué avoir ressenti que certains media avaient sur-réagi à cette nouvelle. En 2010, Hansen a publié un article intitulé « L’Évolution de la Température Globale de Surface », décrivant les analyses des températures globales actuelles.
Études sur les particules fines