Les villes n'occupent qu'environ 3% de la surface terrestre totale de la Terre, mais ils portent le fardeau des effets perçus par l'homme du changement climatique mondial, les chercheurs ont dit. Des modèles climatiques mondiaux sont mis en place pour une analyse globale, laissant les zones urbaines mal représentées. Dans une nouvelle étude, les chercheurs examinent de plus près la manière dont le changement climatique affecte les villes en utilisant des modèles statistiques basés sur des données combinés à des modèles climatiques physiques traditionnels basés sur des processus.

Les résultats de la recherche menée par l'ingénieur Lei Zhao de l'Université de l'Illinois Urbana Champaign sont publiés dans la revue Nature Changement Climatique .

Abritant plus de 50 % de la population mondiale, les villes subissent plus de stress thermique, la pénurie d'eau, pollution de l'air et insécurité énergétique que les zones périurbaines et rurales en raison de leur aménagement et de leurs fortes densités de population, les rapports d'étude.

« Les villes regorgent de surfaces en béton et en asphalte qui absorbent et retiennent plus de chaleur que les surfaces naturelles et perturbent d'autres processus biophysiques à l'échelle locale, " dit Zhao, professeur de génie civil et environnemental et affilié au National Center for Supercomputing Applications. « L'intégration de ces types de variables à petite échelle dans la modélisation du climat est cruciale pour comprendre le futur climat urbain. Cependant, trouver un moyen de les inclure dans des modèles à l'échelle mondiale pose une résolution majeure, l'échelle et les défis de calcul."

Les modèles climatiques mondiaux projettent des scénarios futurs en modélisant comment des processus à plus grande échelle comme les émissions de gaz à effet de serre obligent le climat mondial à réagir. En combinant cette technique avec un modèle statistique qui émule un modèle climatique complexe et détaillé pour les paysages urbains, L'équipe de Zhao a été confrontée au fossé de l'information entre les villes et le monde.

L'équipe a appliqué sa technique d'émulation du climat urbain aux données de 26 modèles climatiques mondiaux dans des scénarios d'émissions intermédiaires et élevées. Cette approche a permis aux chercheurs de modéliser les sorties dans des projections de température et d'humidité relative au niveau de la ville jusqu'en 2100, permettant la quantification du changement climatique et de l'incertitude.

Le modèle prédit que d'ici la fin de ce siècle, le réchauffement moyen dans les villes mondiales augmentera de 1,9 degré Celsius avec des émissions intermédiaires et de 4,4 C avec des émissions élevées, avec un bon accord entre les modèles climatiques existants sur certaines régions, dit Zhao.

Les projections prédisaient également une diminution quasi universelle de l'humidité relative dans les villes, rendant l'évaporation de surface plus efficace et impliquant que des stratégies d'adaptation comme la végétation urbaine pourraient être utiles.

"Nos résultats mettent en évidence le besoin critique de projections mondiales des climats urbains locaux pour les zones urbaines sensibles au climat, ", a déclaré Zhao. "Cela pourrait donner aux urbanistes le soutien dont ils ont besoin pour encourager des solutions telles que l'intervention dans les infrastructures vertes pour réduire le stress thermique urbain à grande échelle."

Actuellement, les projections ne tiennent pas compte des effets du développement urbain futur. Cependant, les chercheurs émettent l'hypothèse qu'ils peuvent étendre leur stratégie pour compenser cela. « La méthodologie, globalement, est très flexible et peut être ajusté pour capturer des choses comme des échelles de temps plus fines et peut même être appliqué à d'autres écosystèmes, comme les forêts et les régions polaires, par exemple, " dit Zhao.