Les climatologues prévoient que les températures mondiales augmenteront jusqu'à 2 degrés C d'ici 2050 en raison des concentrations croissantes d'émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère de la planète.

Mais pour de nombreuses zones urbaines du monde, une augmentation de la température due à la combustion de combustibles fossiles n'en est pas la moitié.

Une nouvelle étude de la Yale School of Forestry &Environmental Studies (F&ES) prévoit que la croissance des zones urbaines au cours des prochaines décennies déclenchera un réchauffement " supplémentaire " en raison d'un phénomène connu sous le nom d'effet d'îlot de chaleur urbain (UHI). D'après leurs conclusions, l'expansion urbaine entraînera une augmentation de la température estivale moyenne dans ces régions d'environ 0,5 à 0,6 °C, mais jusqu'à 3 °C à certains endroits.

Ce réchauffement, ils montrent, augmentera les risques de chaleur extrême pour environ la moitié de la future population urbaine du monde, en particulier dans les régions tropicales de l'hémisphère sud, où les modèles climatiques prévoient déjà un réchauffement plus important dû aux émissions de gaz à effet de serre et où la capacité d'adaptation est moindre. Dans ces régions vulnérables, les auteurs soutiennent, des politiques qui restreignent ou redistribuent l'expansion urbaine et des stratégies de planification qui atténuent les UHI sont nécessaires pour réduire les effets sur la santé humaine, systèmes énergétiques, écosystèmes, et infrastructures urbaines.

"Nous savons que 60 à 70 pour cent de la population mondiale vivra dans des zones urbaines d'ici le milieu du siècle, " dit Kangning Huang, un doctorant à F&ES et auteur principal de l'article publié dans Lettres de recherche environnementale . « Donc, si vous ne connaissez pas l'évolution des îlots de chaleur urbains et que vous vous concentrez uniquement sur le changement climatique dû aux émissions de gaz à effet de serre, alors vous sous-estimez le niveau de réchauffement et de chaleur auquel les deux tiers de la population mondiale seront exposés."

L'article a été co-écrit par Karen Seto, le professeur Frederick C. Hixon de géographie et de sciences de l'urbanisation à F&ES, ainsi que Xia Li de l'Université normale de Chine orientale à Shanghai et Xiaoping Liu de l'Université Sun Yat-Sen à Guangzhou, Chine.

Selon les auteurs, cette recherche représente une étape importante vers la compréhension de l'avenir de l'urbanisation. Bien que les Perspectives d'urbanisation mondiale de l'ONU offrent une mine de données sur la croissance future de la population urbaine, il manque d'informations spécifiques sur la façon dont cette croissance sera répartie dans les pays et les changements dans l'utilisation des terres.

De plus, bien que les rapports du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat des Nations Unies intègrent des études de modélisation sur le réchauffement futur dû aux émissions de gaz à effet de serre, ils ne fournissent pas de projections à l'échelle mondiale du réchauffement résultant de l'augmentation des UHI.

L'effet d'îlot de chaleur urbain est un phénomène dans lequel les zones urbaines sont nettement plus chaudes que la campagne environnante, induisant des effets climatiques locaux qui aggravent les effets mondiaux des émissions de gaz à effet de serre.

Dans la nouvelle étude, les auteurs prédisent la répartition probable de la croissance de la population urbaine sur la base d'un éventail de facteurs, notamment la croissance économique, topographie, et les réseaux de transport en supposant la poursuite des tendances historiques de l'expansion urbaine. Puis, en utilisant des modèles mathématiques, ils prévoient l'intensification de l'effet d'îlot de chaleur urbain jusqu'à l'échelle locale et régionale. (Le modèle produit des résultats spatiaux à une résolution de cinq kilomètres carrés.)

« Si vous voulez faire une évaluation complète du risque de réchauffement, vous devez avoir ces informations, " Huang a déclaré. "Les impacts climatiques dépendent de l'emplacement; ce sera différent, par exemple, de la Floride à la Californie. Il est donc important de savoir où vivent les gens et la taille des zones urbaines qui en résulte. »

De même, toute décision politique future dépendra des conditions locales et régionales, il a dit. Bien que le document ne fasse pas de recommandations politiques, il offre aux décideurs politiques et aux scientifiques du monde entier un aperçu de ce à quoi pourrait ressembler l'avenir dans leurs régions, et une opportunité d'élaborer des politiques qui répondent à ces projections.

Entre autres constatations, ils rapportent que plus de 70 pour cent des nouvelles terres urbaines se concentreront dans les zones tempérées et tropicales les plus humides. En Amérique du Nord et en Europe, l'expansion urbaine se fera dans les zones tempérées et froides, alors qu'en Chine, la majeure partie de l'expansion se produira dans les zones tempérées des sections est et sud du pays. En Amérique latine, Asie du sud est, et l'Afrique subsaharienne, la majorité des nouvelles zones urbaines seront situées en zones tropicales.

Alors que les effets de l'UHI de cette expansion des terres urbaines varieront largement selon les zones climatiques et les régions, les noyaux les plus chauds des clusters urbains de taille moyenne (définis comme 100 à 5, 000 kilomètres carrés) connaîtra une augmentation quotidienne de la température estivale de 1 à 3 degrés C à certains endroits. (Selon leurs conclusions, l'augmentation de l'UHI a tendance à augmenter le plus fortement lorsque les zones urbaines ont chacune une superficie de 100 kilomètres carrés, puis plafonnent à environ 5, 000 kilomètres carrés :autrement dit, les grandes villes ont généralement déjà atteint leur plateau d'« îlot de chaleur ».) Beaucoup de ces villes de taille moyenne, notent les auteurs, peut manquer de la capacité de s'adapter à un réchauffement plus important par rapport aux grandes villes.

Les auteurs estiment également que les zones urbaines augmenteront jusqu'à 1,3 million de kilomètres carrés entre 2015 et 2050, une augmentation de 171 % par rapport à l'empreinte urbaine mondiale en 2015. Cela équivaudrait à construire une nouvelle ville de la taille de New York tous les huit jours pendant les 35 prochaines années. Plus de 70 pour cent des nouvelles terres urbaines seront concentrées dans les zones humides tempérées et tropicales, principalement en Asie et en Afrique.

Ces résultats aideront à compléter un corpus croissant de recherches sur les effets potentiels d'un réchauffement, monde plus urbanisé, dit Séto.

« C'est la première et la seule étude qui projette l'expansion des terres urbaines à l'échelle mondiale jusqu'en 2050. Elle comble un manque de connaissances critique dans la compréhension des demandes de ressources de l'urbanisation future, comme pour la terre, énergie, matériaux, " dit-elle. " En même temps, cette étude nous aide également à comprendre comment les villes peuvent modifier leur environnement local pour atténuer les impacts des changements induits par les villes dans les températures locales et régionales."