Cet été seul, les vagues de chaleur intenses ont été à l'origine d'au moins 11 décès au Japon, une température record de 45,9 degrés Celsius en France, et un avis de chaleur affectant 147 millions de personnes sur la côte est des États-Unis. Conjecturé comme la "nouvelle normalité, " ces températures extrêmes de l'air peuvent réchauffer notre corps, provoquant des insolations ou même des dommages aux organes.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) du ministère de l'Énergie montre que si chaque bâtiment de Californie arborait des toits « froids » d'ici 2050, ces toitures contribueraient à protéger les citadins des conséquences de ces canicules dangereuses. Leur étude, « Implications interactives du changement climatique, Les dynamiques de population, et l'atténuation de la chaleur urbaine pour une exposition future aux extrêmes de chaleur, " a été récemment publié dans la revue Lettres de recherche environnementale .

Les chercheurs prédisent que les vagues de chaleur deviendront probablement deux à dix fois plus fréquentes dans tout l'État d'ici le milieu du siècle. Mais si les toits frais étaient adoptés dans les régions les plus peuplées de Californie, la région de la baie de San Francisco, Los Angeles, San Diego, et Sacramento - d'ici 2050, ces toits réfléchissants pourraient réduire l'exposition aux vagues de chaleur (définie comme chaque fois qu'une personne subit une vague de chaleur) de 35 millions chaque année, par rapport à environ 80 millions de cas de vagues de chaleur en 2050 sans augmentation de l'adoption des toits froids. C'est le dernier exemple des recherches de Berkeley Lab sur le potentiel des toits réfléchissants, des murs, et des trottoirs pour atténuer la chaleur urbaine, réduire l'utilisation de la climatisation, et économisez de l'eau.

"Les espaces urbains sont une petite fraction du globe, mais c'est là que vivent la plupart des gens, " dit Pouya Vahmani, chercheur postdoctoral à la division des sciences du climat et des écosystèmes du Berkeley Lab et auteur principal de l'étude. « Si nous parvenons à refroidir un peu ces zones, cela peut avoir un impact énorme sur la santé et faire reculer les impacts importants du changement climatique. »

Prévoir les futures vagues de chaleur

Les citadins sont plus vulnérables que leurs homologues ruraux aux effets négatifs d'une vague de chaleur. En raison de l'effet d'îlot de chaleur urbain, les températures de l'air grimpent de plusieurs degrés plus haut dans les villes que dans les zones de végétation environnantes. Les surfaces construites absorbent facilement la chaleur diurne et la libèrent la nuit, garder les villes plus chaudes pendant la nuit aussi.

Lorsque les températures nocturnes restent élevées, le corps humain a du mal à se refroidir et à se remettre de la chaleur torride de la journée. En été, lorsque les effets d'îlots de chaleur urbains culminent, la santé humaine peut être gravement compromise. Ajoutez une vague de chaleur à cet environnement déjà stressé par la chaleur, et les impacts s'aggravent.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs du Berkeley Lab avaient deux objectifs. D'abord, ils voulaient prédire les vagues de chaleur dans les 29 principaux comtés urbains de Californie d'ici 2050. Ils ont utilisé les conditions climatiques régionales entre 2001 et 2015 comme point de départ pour simuler le climat du milieu du siècle dans deux scénarios de réchauffement planétaire.

La combinaison de ces conditions climatiques avec des images satellites à haute résolution leur a permis d'intégrer des caractéristiques urbaines telles que des bâtiments, routes, et la végétation, qui absorbent et libèrent de la chaleur, et pour des prévisions climatiques futures plus précises. Puis, les chercheurs ont utilisé des estimations de la population au niveau du comté pour 2050 pour évaluer l'exposition de la population aux futures vagues de chaleur.

"Nous voulions avoir une meilleure idée des futurs risques de changement climatique pour les environnements urbains de la Californie et les options d'adaptation, " a déclaré Andrew Jones, un scientifique de la division des sciences du climat et des écosystèmes du Berkeley Lab et co-auteur de l'étude. « Faire des prévisions aussi précises et réalistes peut aider les urbanistes et les citoyens à se préparer aux épisodes de chaleur dans un avenir de plus en plus chaud. »

Leur étude a révélé que les vagues de chaleur avec des températures de l'air dépassant 35 degrés Celsius (95 degrés Fahrenheit) et durant au moins trois jours consécutifs deviennent deux à dix fois plus fréquentes dans les futurs scénarios de réchauffement climatique. Avec le fardeau supplémentaire des centres urbains de plus en plus peuplés, les chercheurs s'attendent à ce que d'ici 2050, il y ait 80 millions de cas d'exposition aux vagues de chaleur en Californie chaque année, contre une moyenne de 37 millions de cas par an dans les conditions climatiques actuelles.

"C'est plus du double des cas que nous avons vus dans les conditions climatiques actuelles, " a déclaré Vahmani.

Aussi, des régions comme le centre-ville de Los Angeles et Santa Clara, Alameda, et les comtés d'Orange qui ont historiquement bénéficié de brises de mer fraîches connaîtront plus fréquemment, vagues de chaleur plus intenses d'ici le milieu du siècle. "C'est important, " dit Vahmani, "parce que beaucoup de ces régions ne sont pas préparées à faire face à la chaleur extrême."

Les toits frais à la rescousse

Enduire les toits de blanc ou installer des tuiles réfléchissant la lumière du soleil dans les grappes urbaines pourrait être une solution, selon les chercheurs.

"Ce n'est pas forcément une technologie compliquée ou coûteuse, " dit Vahmani. " Mais des toits frais, en général, sont plus efficaces si tout le monde les adopte.

Le deuxième objectif de leur étude était d'analyser l'efficacité des toits frais pour atténuer les impacts des vagues de chaleur. Pour faire ça, l'équipe de recherche a répété les mêmes simulations climatiques régionales à haute résolution, seulement cette fois en remplaçant tous les toits des bâtiments existants par des toits frais. Spécifiquement, ils voulaient savoir si l'augmentation de la réflectance solaire pouvait protéger les populations urbaines contre les vagues de chaleur.

Ils ont découvert que si chaque bâtiment en Californie arborait des toits frais d'ici 2050, cela pourrait ramener le nombre annuel d'expositions aux vagues de chaleur en Californie à 45 millions contre 80 millions.

Ce potentiel d'atténuation a surpris l'équipe. "Bien qu'un petit pourcentage du territoire californien soit urbain, J'ai été surpris de l'efficacité des toits frais pour repousser les risques de chaleur extrême, ", a déclaré Jones.

Parallèlement à une exposition réduite aux vagues de chaleur et aux risques sanitaires associés, cette étude prédit que l'adoption généralisée de toitures fraîches pourrait réduire considérablement les demandes d'énergie en réduisant l'utilisation de la climatisation.

Jones reconnaît qu'une conversion à 100 % en toits frais d'ici 2050 peut être difficile. Alors que des villes comme Los Angeles imposent des toits frais pour les nouvelles constructions, la rénovation de bâtiments existants peut être coûteuse.

L'équipe veut maintenant trouver la couverture minimale de toit frais nécessaire pour accumuler des avantages similaires à ceux rapportés dans l'étude.

Mais l'effet positif des toits frais se limitera à réduire les températures diurnes lorsque les toits reflètent la lumière du soleil. La nuit, lorsque les routes et les bâtiments bondés dégagent lentement de la chaleur, ces toits ne sont pas capables de fournir directement des avantages de refroidissement.

"Ce qu'ils peuvent faire, c'est réduire la quantité de chaleur que les villes absorbent pendant la journée, " Jones a dit, « ce qui peut indirectement réduire la chaleur disponible pour être libérée pendant la nuit ».