Niveau et ampleur du réchauffement
On dispose depuis le XIXe siècle de mesures directes des conditions climatiques recueillies par des thermomètres, baromètres, pluviomètres et autres appareils. Les conditions climatiques des périodes plus anciennes doivent cependant être « reconstituées » à l’aide de documents historiques (qui contiennent des chiffres sur la production alimentaire, la durée des saisons de croissance et la durée de la glace sur les plans d’eau) et d’autres mesures indirectes du climat (y compris les « proxies climatiques » tels que les cernes des arbres, les carottes de glace et les carottes de sédiments). De nombreuses études de ce type suggèrent que le Moyen Âge en Europe a connu plusieurs périodes pluriannuelles de conditions relativement agréables et de temps fiable. Cependant, il n’y a guère de preuves que de telles conditions aient prévalu à l’échelle mondiale. En effet, certaines proxies climatiques indiquent plusieurs périodes de sécheresse prolongée au cours du MWP dans certains endroits, comme les montagnes de la Sierra Nevada en Amérique du Nord, certaines parties de l’Australie et la steppe asiatique, tandis que d’autres régions, comme le nord de la Chine, ont connu un mélange de fortes précipitations et de sécheresse.
De nombreuses études montrent que l’ampleur du réchauffement survenu au cours du MWP variait selon la saison et la région. Certaines fournissent des preuves de températures relativement chaudes (plus prononcées pendant les mois d’été) dans plusieurs régions, notamment l’Atlantique Nord, l’Europe du Nord, la Chine et certaines parties de l’Amérique du Nord, ainsi que les Andes, la Tasmanie et la Nouvelle-Zélande. D’autres études soutiennent que les conditions de température de certaines régions, comme la Méditerranée, l’Amérique du Sud et d’autres endroits de l’hémisphère Sud, n’étaient essentiellement pas différentes de celles d’aujourd’hui.
Seulement quelques études ont tenté d’attribuer une valeur spécifique aux changements des températures moyennes mondiales pendant le MWP. En 1965, le climatologue britannique Hubert Horace Lamb a examiné les enregistrements historiques des récoltes et des précipitations, ainsi que les premières données de carottes de glace et de cercles d’arbres, et a conclu que le MWP était probablement de 1 à 2 °C (1,8-3,6 °F) plus chaud que les conditions du début du XXe siècle en Europe. Les tentatives de calcul des changements de température globale pendant le MWP, même en utilisant les techniques modernes d’échantillonnage instrumental et de carottes de glace, n’ont pas été concluantes.
Il est fréquemment souligné que le MWP était une période prospère de l’histoire européenne. Cet intervalle a coïncidé avec les explorations nordiques du Nouveau Monde, la fondation de colonies nordiques en Islande et au Groenland, et l’augmentation de la productivité agricole et de la diversité des cultures en Europe du Nord. Certains paléoclimatologues et historiens affirment que les conditions agréables du MWP ont permis aux colonies d’Islande et du Groenland de prospérer et aux explorateurs scandinaves de s’aventurer sur les côtes du Labrador et de Terre-Neuve pour chasser et pêcher. Ils interprètent les enregistrements de récoltes abondantes dans une grande partie de l’Europe comme signifiant que la région a bénéficié d’une série d’étés prolongés et d’hivers doux. Comme preuve de températures moyennes plus élevées dans le nord de l’Europe, ils citent l’existence de cultures de blé et de vignobles à des latitudes et des altitudes bien plus élevées qu’aujourd’hui.