Le paysage urbain de Houston a directement contribué aux pluies torrentielles et aux inondations mortelles subies lors de l'ouragan Harvey en août 2017, selon les chercheurs de Princeton et de l'Université de l'Iowa. Les chercheurs rapportent dans la revue La nature Le 15 novembre, le risque d'inondations extrêmes à Houston pendant l'ouragan - une tempête de catégorie 4 qui a causé des dommages estimés à 125 milliards de dollars et tué 68 personnes - était 21 fois plus élevé en raison de l'urbanisation.

En utilisant des modèles informatiques et des données météorologiques, les chercheurs ont recréé l'ouragan Harvey et comparé les précipitations totales avec accumulation urbaine aux précipitations totales sans accumulation urbaine. Les résultats indiquent que le développement créé par l'homme a contribué à créer un ouragan plus humide - un ouragan qui a laissé tomber 40 à 60 pouces de pluie en quatre jours - ainsi que des inondations plus graves, avec des pics de crue plus élevés et des dommages globaux plus importants.

Les résultats mettent en évidence le rôle de l'homme dans les événements météorologiques extrêmes, ainsi que la nécessité de prendre en compte le développement urbain et suburbain lors du calcul du risque d'ouragan et de la préparation aux dommages causés par l'ouragan et à la récupération, disaient les auteurs. L'étude accentue également la nécessité de comprendre l'impact humain aggravé sur les précipitations et les inondations causées par l'urbanisation et le changement climatique.

"Notre focus sur le rôle de l'urbanisation visait à fournir une perspective plus complète des activités humaines sur les précipitations et les inondations de Harvey, " a déclaré le co-auteur Gabriel Vecchi, un professeur de géosciences de Princeton et du Princeton Environmental Institute (PEI). "Les humains ont influencé à la fois le climat, par les émissions de gaz à effet de serre, et l'environnement local autour de Houston à travers l'urbanisation d'une manière qui, selon nous, aurait pu affecter les précipitations et les inondations de Harvey."

Les chercheurs ont découvert qu'au fur et à mesure que le centre urbain de Houston se développait vers le haut et vers l'extérieur, le risque d'inondation a changé, y compris un plus grand risque de pics de crues plus élevés et d'inondations plus graves et plus dangereuses dans l'ensemble. Alors que les kilomètres de trottoirs et de rues imperméables de la ville augmentaient, les fortes pluies n'ont pas pu être absorbées dans le sol.

"Étant donné que les vents et les précipitations des ouragans devraient s'intensifier à l'avenir, et que l'urbanisation le long de nos côtes devrait également continuer à augmenter, nos travaux mettent en évidence la nécessité de comprendre les risques et de mettre en œuvre des stratégies appropriées d'atténuation des inondations, " a déclaré l'auteur principal Wei Zhang, chercheur adjoint au IIHR de l'Iowa – Centre de recherche en hydrosciences et en génie.

Une grande partie de l'analyse scientifique qui a suivi la saison des ouragans de 2017 s'est concentrée sur le rôle du climat, y compris le réchauffement global de la planète, dans la détermination de la force physique d'un ouragan et de la quantité totale de précipitations. Les chercheurs de Princeton et de l'Iowa ont décidé d'adopter une approche différente, mais complémentaire, et a examiné le rôle possible de l'urbanisation.

« Les impacts de l'ouragan Havey sur Houston mettent en évidence les dangers pour les villes côtières le long de la côte du golfe et de la côte est des États-Unis, " a déclaré le co-auteur James Smith, professeur de génie civil et environnemental à Princeton et professeur associé à l'Île-du-Prince-Édouard. "Une répétition malheureuse de l'ouragan Florence cette année souligne les problèmes des précipitations extrêmes des cyclones tropicaux en milieu urbain."

Les chercheurs ont expérimenté différents modèles informatiques pour simuler les précipitations de l'ouragan Harvey à Houston, en regardant d'abord les précipitations totales avec le profil urbain actuel de la ville, puis aux précipitations pour la même zone géographique mais avec des champs ouverts et des cultures à la place des rues et des gratte-ciel. Ils ont constaté que les zones non urbaines recevaient beaucoup moins de précipitations, et que les régimes de précipitations étaient significativement différents de ceux des zones urbaines.

La raison en était que la "rugosité de surface" due à la présence de structures artificielles crée un "effet de traînée" sur les ouragans. Cet effet se produit lorsque des vents violents frappent de grands immeubles, créant des frictions. Dans le cas de l'ouragan Harvey, les vents ont déplacé l'air chaud de surface plus haut dans l'atmosphère, créant ainsi une situation optimale pour la formation de nuages ​​et les précipitations.

"Quand l'ouragan Harvey a soufflé sur Houston, il s'est littéralement accroché aux hauts gratte-ciel et aux tours de la ville, " a déclaré Gabriele Villarini, professeur agrégé de génie civil et environnemental et directeur de l'IIDH. "La friction causée par les vents violents qui secouent les immeubles de grande hauteur a créé un effet de traînée qui a influencé le mouvement de l'air et de la chaleur et a créé des conditions optimales pour les précipitations."

À l'aide de modèles statistiques, les chercheurs ont également examiné les changements d'une année à l'autre des pics de crue et les ont comparés aux quantités de précipitations et à la croissance démographique, un indicateur de l'urbanisation. Ils ont comparé ces résultats aux pics de crue des années 1950, une période antérieure au développement urbain de Houston, et a de nouveau trouvé une corrélation positive entre la croissance urbaine et l'augmentation du risque d'inondation.

« L'urbanisation est généralement associée à une réduction significative des infiltrations d'eaux pluviales, " a déclaré Villarini. " Houston a connu l'un des booms de développement urbain les plus impressionnants de l'histoire des États-Unis, et avec la croissance vient une augmentation des surfaces imperméables. Cette augmentation de l'urbanisation, combiné avec le terrain argileux plat de la région, représente un mélange très problématique, même avec des mesures d'atténuation des inondations en place."

Les chercheurs avertissent que la non-prise en compte des facteurs urbains en termes de préparation aux ouragans pourrait présenter des problèmes graves et coûteux pour les villes côtières.

« Bien que cette recherche ne puisse pas être extrapolée à toutes les zones urbaines côtières du pays, il met en évidence les coûts inattendus de développement, " a déclaré Villarini. " Pour chaque nouvelle chaussée coulée et pour chaque nouvelle tour érigée, il y a un risque accru de précipitations et d'inondations plus défavorables, et c'est certainement quelque chose que les responsables de la ville et les résidents devraient considérer lorsqu'ils envisagent une croissance future. »

Le papier, "L'urbanisation a exacerbé les précipitations et les inondations causées par l'ouragan Harvey à Houston, " a été publié le 15 novembre par La nature .