Il y a une bonne raison pour que les citadins fuient à la campagne pour se rafraîchir sous la chaleur de l'été: les zones rurales ne sont généralement pas aussi chaudes. En raison de l’effet «îlot de chaleur urbain», les villes d’au moins un million de personnes peuvent atteindre une température moyenne de 1 à 3 ° C (1, 8 à 5, 4 ° F) - et jusqu’à 12 ° C (22 ° F) dans les soir, que dans les environs, selon la US Environmental Protection Agency.
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Il y a beaucoup de raisons pour lesquelles les villes sont plus chaudes. Toutes ces personnes, leurs bâtiments et les machines à l'intérieur produisent de la chaleur. La climatisation, par exemple, peut faire monter la température de plus de 1 ° C, ont rapporté les chercheurs de l'Arizona State University le mois dernier. Les bâtiments et autres structures peuvent stocker plus de chaleur pendant la journée que les plantes; la nuit, ils émettent une partie de cette chaleur, ce qui contribue au réchauffement des températures lorsqu'il fait sombre. Les villes pourraient également avoir moins de réflectivité, ce qui leur permettrait de mieux absorber la chaleur du soleil.
Mais la plupart des chercheurs ont considéré que le principal facteur contribuant à l'effet d'îlot thermique urbain était la réduction de l'évaporation qui se produit lorsque les plantes sont remplacées par du béton. On pense que cette évaporation absorbe de l’énergie et garde la campagne plus fraîche.
Selon une nouvelle étude, cependant, cette différence d'évaporation n'est pas le principal facteur à l'origine de l'effet d'îlot thermique. Le climat local peut avoir plus d'importance. Lei Zhao, de l'Université des sciences et technologies de l'information de Nanjing en Chine, et ses collègues ont publié ces résultats aujourd'hui dans Nature .
Zhao et ses collègues ont commencé par une question: des villes similaires situées dans des climats différents subiraient-elles la même augmentation de température due à l'effet d'îlot thermique urbain? Les données satellitaires de la NASA sur 65 villes américaines ont révélé certaines tendances: à minuit, les différences de température entre les grandes villes avaient tendance à être plus importantes que dans les zones rurales environnantes. À la mi-journée, cependant, les villes plus humides ont connu un effet d'île de chaleur plus important.
Les chercheurs ont ensuite créé un modèle informatique leur permettant d’évaluer l’importance de divers facteurs susceptibles d’influencer l’effet îlot thermique urbain. Celles-ci comprenaient des caractéristiques telles que l'évaporation, la chaleur créée par l'homme et ses structures et la chaleur stockée par les villes. Les différences de terrain et de convection - le transfert de chaleur de la ville ou de la région rurale vers l’atmosphère - ont également été incluses.
D'après le modèle, les chercheurs ont pu constater que ces deux derniers facteurs étaient importants et qu'ils interagissaient avec le climat local. Dans les zones humides, telles que celles de la côte est des États-Unis, «la convection dissipe moins efficacement la chaleur des zones urbaines que des zones rurales», observent Zhao et ses collègues. Ces villes sont généralement environ 3 degrés plus chaudes que la campagne environnante. La végétation dense de la zone rurale est plus rugueuse sur le plan aérodynamique que la ville, ce qui accroît l'efficacité de la convection en permettant à plus de chaleur de passer de la terre vers l'atmosphère.
Dans les régions sèches, où la végétation rurale fait défaut - pensez à Las Vegas -, l’inverse se produit réellement. "En moyenne, les terres urbaines sont environ 20% plus efficaces pour évacuer la chaleur de la surface par convection que les terres rurales", écrivent les chercheurs. Et dans quelques-unes de ces villes, la différence de convection est suffisamment grande pour qu'elles ne subissent pas l'effet d'îlot thermique urbain.
La nuit, quel que soit le climat, le dégagement de chaleur accumulé pendant la journée entraîne l'effet d'îlot thermique. Cette chaleur est piégée dans la couche d’atmosphère peu profonde près de la surface et pour se dissiper, elle doit se déplacer plus horizontalement pour s’échapper. Pour les plus grandes villes, la chaleur devra aller plus loin, donc le centre d'une grande ville aura tendance à être beaucoup plus chaud que le centre d'une petite ville, notent les chercheurs.
L’effet îlot de chaleur urbain n’est pas seulement un désagrément pour les citadins; il peut également exacerber les problèmes de santé liés au stress thermique, en ajoutant à des conditions déjà inconfortables, en particulier lors d’années sèches dans des zones normalement humides, ont indiqué les chercheurs. Mais cette nouvelle recherche donne un aperçu des mesures qui pourraient aider à atténuer une partie de cette chaleur.
Réduire la chaleur de nos climatiseurs et autres machines peut sembler une solution simple, mais selon le modèle informatique utilisé, cela n’aiderait pas beaucoup, car la chaleur anthropique n’est pas un facteur énorme. S'attaquer aux gros contributeurs - efficacité de la convection et stockage de la chaleur - n'est cependant pas une solution pratique "car cela nécessiterait des changements fondamentaux de la morphologie urbaine", notent Zhao et ses collègues.
Mais ce qui aiderait, c’est augmenter le reflet de la ville, disent-ils. Cela diminuerait la quantité de chaleur absorbée par la ville pendant la journée et aiderait même indirectement la nuit, en diminuant la quantité de chaleur pouvant être libérée après le coucher du soleil. De plus, rien de plus simple: les toits urbains plats peuvent être peints en blanc ou d'une autre couleur réfléchissante.
Les toits blancs présentent également des avantages supplémentaires, tels que la réduction de la consommation d'énergie, car la climatisation n'est pas nécessaire pour équilibrer la chaleur absorbée par les bâtiments. Et réduire l'utilisation de l'énergie signifie également réduire les émissions de carbone, un avantage qui dépasse la dynamique d'un îlot de chaleur urbain.
