Ile De Chaleur Urbaine: Causes Et Conséquences

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Qu'est-ce qu'une île de chaleur urbaine?

Comme son nom l’indique, les îlots de chaleur urbains se trouvent dans les zones métropolitaines. Il est défini comme la présence de températures significativement plus élevées dans les zones urbaines que les températures dans les zones rurales environnantes. Les îlots de chaleur urbains sont plus apparents en hiver et en été, en particulier pendant les heures de nuit et lorsque les niveaux de vent sont faibles. Les centres-villes sont souvent plusieurs degrés plus chauds que les zones environnantes moins développées. Pendant la journée, cette différence de température peut être comprise entre 1.8 ° et 5.4 ° Fahrenheit. Dans la soirée, cette différence peut augmenter de 20 ° Fahrenheit.

Quelles sont les causes d'une île de chaleur urbaine?

Les températures plus élevées des îlots de chaleur urbains peuvent être attribuées à l'activité humaine, en particulier aux changements de la surface des terres. Le développement urbain nécessite l'utilisation de quantités importantes de ciment et d'asphalte à des fins de couverture et pour paver des trottoirs et des routes. Ces matériaux ont des propriétés thermiques massives qui absorbent plus de rayonnement solaire que les surfaces trouvées dans les zones rurales. De plus, ces matériaux ont des propriétés radiatives de surface différentes, ce qui signifie qu'ils émettent de l'énergie sous forme de rayonnement thermique ou de chaleur.

De nombreuses zones urbaines manquent également de couverture verte, comme la végétation. Les plantes aident à créer l'évapotranspiration, une étape importante du cycle de l'eau. Lors de l'évapotranspiration, deux échanges se produisent: l'évaporation et la transpiration. Dans l'évaporation, l'eau s'évapore du sol, de la cime des arbres et des masses d'eau dans l'air ambiant. Dans la transpiration, la teneur en eau de la plante est perdue sous forme de vapeur à travers les stomates des feuilles des plantes. Le processus d'évapotranspiration aide à refroidir l'air ambiant. Non seulement les villes connaissent des niveaux d’évapotranspiration inférieurs à ceux des zones rurales, mais elles ont également moins de zones d’ombre et d’élimination du dioxyde de carbone (gaz à effet de serre contribuant à l’augmentation des températures).

Les chercheurs ont déterminé que les îlots de chaleur urbains sont également causés par l'effet de canyon urbain. Cela se produit en raison de la hauteur des bâtiments à proximité, qui fournit de multiples surfaces pour réfléchir et absorber la lumière du soleil. De plus, ces bâtiments empêchent le vent de traverser la ville. Lorsque le vent ne peut pas circuler librement, le refroidissement par convection ne se produit pas et la pollution de l'air peut stagner et augmenter. L'augmentation de l'absorption et de la réflexion de la lumière solaire, l'accumulation de pollution et le manque de refroidissement par convection contribuent également à augmenter les températures environnantes. À mesure que les températures urbaines augmentent en raison de cette combinaison d'événements, les niveaux d'ozone dans la ville augmentent également.

L'impact des îlots de chaleur urbains sur les conditions météorologiques

Outre l'augmentation des températures, les îlots de chaleur urbains influencent également les conditions météorologiques locales. Certains de ces changements aux conditions météorologiques comprennent: les niveaux de précipitations, la couverture nuageuse, la présence de brouillard, les niveaux d'humidité et les régimes de vents. Une augmentation des précipitations et de l’activité orageuse se produit parce que les températures plus élevées entraînent un mouvement ascendant de l’air environnant. Ce mouvement à la hausse a son impact le plus important entre les miles 20 et 40 sous le vent du centre-ville, où les niveaux de précipitations peuvent être 28% supérieurs à ceux du centre-ville.

Pendant la journée, les îlots de chaleur urbains subissent une faible pression, ce qui permet à l'air humide provenant des zones rurales voisines de s'accumuler. Cet air humide s'oppose à l'air chaud et urbain et crée la condition idéale pour la couverture nuageuse et l'augmentation de l'humidité.

Cependant, les climats urbains sont moins susceptibles de connaître une activité de tornade faible en raison du mélange turbulent au sein de l’îlot de chaleur urbain. Un autre avantage potentiel des îlots de chaleur urbains est qu'ils travaillent à augmenter la saison de croissance des plantes dans les localités voisines. Par exemple, certaines études ont montré que les zones de culture situées autour des miles 6.2 en dehors des limites de la ville sont prolongées d'une moyenne de jours 15.

L'impact des îlots de chaleur urbains sur les animaux

Dans certains cas, les îlots de chaleur urbains attirent davantage de vie animale. Cela est particulièrement vrai pour les espèces colonisatrices, comme les fourmis, les geckos communs et le renard volant à tête grise. Le renard volant à tête grise, par exemple, a récemment été attiré par Melbourne, en Australie, en raison de l’indice de chaleur accru dans les limites de la ville. Cette augmentation de la température a rendu le climat hivernal de la ville similaire à l'habitat commun de l'espèce dans les régions du nord.

Dans d'autres cas, les îlots de chaleur urbains ont un impact négatif sur l'approvisionnement en eau et en nourriture dans les limites de la ville. Par exemple, la température de surface des bâtiments urbains est nettement plus élevée que l'air ambiant. La pluie coule alors de ces bâtiments beaucoup plus chauds, se réchauffant en cours de route. Ce ruissellement plus chaud pénètre dans les cours d'eau, les rivières, les lacs et les autres étendues d'eau. Lorsque les eaux de ruissellement chauffées pénètrent dans ces plans d'eau, elles augmentent également leur température. Ceci est appelé pollution thermique et peut augmenter la température de l'eau de 20 ° à 30 ° Fahrenheit. La pollution thermique a un impact négatif sur les populations de poissons locales, les envoyant dans un choc thermique.

Étant donné que la saison de croissance des plantes s'étend souvent dans les îlots de chaleur urbains, l'approvisionnement en nourriture des autres espèces animales est également affecté. Les animaux qui dépendent de certaines plantes comme partie intégrante de leur régime commencent à adapter leurs saisons de reproduction naturelles pour correspondre à la saison de croissance des plantes. Ceci, à son tour, a une réaction en chaîne sur d'autres espèces végétales et animales dans la région.

L'impact des îlots de chaleur urbains sur la santé humaine

Les îlots de chaleur urbains affectent non seulement la santé de l'environnement et de la faune locale, mais également la santé des êtres humains. L'augmentation de la température de la ville peut être fatale en été, notamment chez les personnes âgées. Aux États-Unis seulement, une moyenne de personnes 1,000 meurent chaque année en raison de la chaleur extrême, qui augmente de façon exponentielle avec les îlots de chaleur urbains. Les habitants des villes souffrent également des vagues de chaleur, car l'îlot de chaleur urbain empêche les températures nocturnes de diminuer comme elles le font dans les zones rurales. Les recherches ont montré que les îlots de chaleur urbains augmentent non seulement les températures pendant les vagues de chaleur, mais prolongent également leur durée.

Les températures extrêmes entraînent des crampes de chaleur, un coup de chaleur et un épuisement par la chaleur. Un coup de chaleur peut provoquer un syndrome de détresse respiratoire, une mobilité réduite ou une diminution de la conscience. Les personnes présentant des problèmes de santé déjà sensibles, tels que les diagnostics de la maladie de Parkinson ou de démence, sont particulièrement susceptibles de présenter des troubles cognitifs significatifs lors de vagues de chaleur. En outre, les personnes atteintes de diabète, d'obésité, d'asthme, de privation de sommeil ou de troubles cardiovasculaires sont invitées à chauffer l'exposition. Dans ces cas, l'exposition à la chaleur peut aggraver et intensifier les symptômes. Si ces conditions liées à la chaleur sont suffisamment graves, des lésions organiques permanentes pourraient survenir. Si un individu survit à des vagues de chaleur extrêmes avec des dommages permanents aux organes, il existe un risque accru de décès prématuré.