Les scientifiques ont conçu un nouveau modèle simple qui explique comment les effets indésirables des îlots de chaleur urbains varient selon les saisons. Leurs résultats pourraient aider les villes de différentes régions climatiques à concevoir des stratégies d'atténuation de la chaleur.

Contrairement aux modèles climatiques urbains existants qui nécessitent une grande quantité d'informations et sont très exigeants en termes de calcul, le nouveau modèle à gros grains fournit des informations générales sur la façon dont les changements saisonniers des précipitations, radiation solaire, et les conditions de végétation d'un environnement urbain affectent l'intensité et le moment des îlots de chaleur urbains de surface à l'échelle de la ville.

"Avec seulement deux équations, notre modèle peut décrire toutes ces interactions complexes, " a déclaré Gabriele Manoli, maître de conférences en génie de l'environnement à l'University College London, qui a dirigé la recherche.

"Pour les urbanistes, il fournit une nouvelle approche qui complète plus détaillée, outils spécifiques à la ville, et fournit des directives générales sur les effets des stratégies d'atténuation de la chaleur, comme l'augmentation des espaces verts, sous différents climats et à différentes périodes de l'année, " Manoli dit. " En raison de sa simplicité, notre cadre peut être appliqué aux villes où des données étendues et des simulations détaillées ne sont pas disponibles."

Pour les scientifiques, le modèle fournit de nouvelles preuves que les variations saisonnières de l'intensité des différences de température de surface entre les zones urbaines et rurales, qui, jusqu'à maintenant, ont été observés mais pas clairement expliqués - sont contrôlés par des décalages entre le rayonnement solaire, températures, et les précipitations, dit Manoli.

Si le rayonnement solaire se produit en conjonction avec la disponibilité de l'eau, les conditions estivales provoquent de fortes intensités d'îlots de chaleur urbains en surface en raison des taux élevés de refroidissement par évaporation dans les zones rurales environnantes. Les zones rurales se refroidissent de quelques degrés, tandis que la zone urbaine, où des surfaces imperméables et absorbant la chaleur peuvent limiter l'effet du refroidissement par évaporation, devient beaucoup plus chaud. C'est typiquement ce que l'on voit dans des villes comme Paris ou Londres, qui se trouvent dans des climats avec des étés relativement humides.

"Cela peut avoir des implications majeures pour la consommation énergétique locale, politiques d'adaptation au climat, et la santé publique, notamment les mortalités liées à la chaleur, " dit Gabriel Katul, Theodore S. Coile Professeur émérite d'hydrologie et de micrométéorologie à l'Université Duke.

Mais dans les villes où les précipitations sont rares en été, comme Phoenix ou Madrid, l'effet inverse peut se produire. Avec moins de précipitations et de végétation pour stimuler le refroidissement, les zones rurales se réchauffent et la ville connaît un « effet oasis » dans lequel, même s'il fait encore très chaud, il fait néanmoins un ou deux degrés de moins que la campagne environnante.

"Ces modèles saisonniers de réchauffement et de refroidissement ont des implications importantes pour les stratégies d'atténuation de la chaleur, comme les espaces verts urbains peuvent réduire l'intensité des îlots de chaleur en été, tandis que les effets potentiellement négatifs pendant l'hiver de la gestion de l'albédo, par exemple. peindre les rues de blanc, sont atténués par la saisonnalité du rayonnement solaire, " a noté Katul.

La hausse des températures et la modification des régimes de précipitations liées au changement climatique pourraient modifier la saisonnalité des îlots de chaleur urbains dans les décennies à venir, il a dit. Des recherches supplémentaires sont nécessaires dans cette direction.

Manoli et Katul ont développé le nouveau modèle avec Simone Fatichi de l'ETH Zurich et Elie Bou-Zeid de l'Université de Princeton.

Ils ont publié leur recherche évaluée par des pairs le 16 mars dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .