Surplus de chaleur urbaine : des effets locaux et à grande échelle

Les îlots de chaleurchaleur urbains sont des bulles de chaleur engendrées par l'activité humaine. Dans les agglomérations, des surplus d'émissionémission de chaleur sont induits par l'absence de végétation, les usines, les moteurs de voituresvoitures, le décollage des avions, les chaudières, les climatisationsclimatisations, etc. Ainsi, localement, la température est supérieure à celle des zones rurales ou forestières voisines. Ces îlots peuvent réduire la rosée, et donc le lessivage des aérosols dans l'atmosphère : cela favorise la formation des smogs, et augmente le risque d'allergiesallergies et de problèmes respiratoires. Ils sont beaucoup étudiés en raison des impacts néfastes qu'ils peuvent avoir.

Cet effet local est bien documenté. À grande échelle, le Giec (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climatGroupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) estime, dans son troisième rapport, que ces bulles de chaleur ne peuvent pas contribuer à plus de 0,05 °C au réchauffement global. Toutefois, des météorologuesmétéorologues, membres du Scripps Institution of Oceanography, ont suggéré récemment que durant l'hiver la chaleur urbaine de l'hémisphère Nord influençait les courants-jets (jet stream en anglais) des moyennes latitudeslatitudes. Pendant les mois de l'hiver boréal, le surplus de chaleur des zones urbaines pourrait bien réchauffer de 1 °C l'atmosphère globale.

Les courants-jets (jet streams, en anglais) sont des courants atmosphériques d'ouest. Ils sont générés par le mécanisme du vent thermique. Ce dernier est induit par la différence de température entre l'équateur et les moyennes latitudes. Les courants-jets sont des courants permanents, à une altitude de 8 à 12 km et d'une vitesse variant de 100 à 400 km/h. © Nasa

Aux moyennes latitudes, soit autour de 45° N, il existe un courant-jetcourant-jet permanent, de direction moyenne ouest-est. Formé en haute troposphèretroposphère, il est généré par la différence de température au sol entre l'équateuréquateur et les moyennes latitudes. Le courant-jet dans l'hémisphère Nord influencerait les perturbations météorologiques des latitudes moyennes et serait maximal durant l'hiver boréal. S'il existe aussi dans l'hémisphère Sudhémisphère Sud, il y est largement moins intense, car il y a moins de terresterres.

Le surplus de chaleur urbaine influe sur la température globale

Conduite par Guang Zhang, un météorologue du Scripps Institution of Oceanography, l'équipe de scientifiques explique dans le journal Nature Climate Change que les surplus de chaleur élargissent le courant-jet et renforcent la circulation atmosphériquecirculation atmosphérique aux latitudes moyennes. La circulation atmosphérique globale est donc perturbée. « Ce que nous avons trouvé c'est que les énergiesénergies générées par les zones urbaines ont, de façon collective, réchauffé l’atmosphère. Et ce, même à des milliers de kilomètres des sources d'émissions », explique Guang Zhang.

En 2006, l'énergie mondiale consommée était de 16 térawatts (TW), dont 6,7 TW provenaient de 86 zones urbaines de l'hémisphère Nord. Le problème est que la plupart se trouvent directement sous les courants-jets. Ainsi, même si seule une petite partie de l'énergie, émise de façon anthropique, est prise dans la circulation globale, elle est fortement concentrée dans les courants-jets.

Le forçage de la chaleur urbaine dans les modèles climatiques

Toutefois, sur l'année, le réchauffement n'est pas uniforme. Par exemple, les changements dans les principaux systèmes atmosphériques refroidissent la majorité de l'Europe de presque 1 °C durant l'automneautomne. Ils ont donc un effet sur la température globale, d'environ 0,1 °C. L'étude ne précise pas si l'effet de chauffage urbain joue un rôle dans l'accélération du réchauffement climatiqueréchauffement climatique, mais Guang Zhang spécifie qu'utiliser les sources d'énergie renouvelableénergie renouvelable, comme l'énergie solaire ou éolienneéolienne, rend service à la société.

En outre, cet effet de réchauffement saisonnier pourrait bien expliquer la différence entre les données observées et le réchauffement simulé par les modèles numériquesmodèles numériques. Les membres du Scripps Institution of Oceanography soulignent ainsi l'importance du forçage des îlots de chaleur. Ils agissent sur la circulation atmosphérique globale, par la modification des courants-jets. C'est donc un forçage à prendre en compte dans les algorithmes des modèles couplés de circulation généralemodèles couplés de circulation générale.