L’îlot de chaleur urbain (ICU) désigne l’influence de l’urbanisation sur les températures de surface et de basse couche de l’atmosphère. Il n’est pas rare que les villes et leurs alentours immédiats soient plus chauds de quelques degrés par rapport aux campagnes environnantes. Cette urbanisation s’inscrit dans le cadre général des forçages liés aux usages du sol. Une étude chinoise suggère qu’elle représente une part prépondérante dans le réchauffement récent constaté sur des stations de référence du réseau météorologique national.
L'influence des ICU tient à divers facteurs combinés comme la chaleur sensible dégagée par les chauffages ou les lumières, les changements d’albédo dues aux matériaux de construction, les modifications de composition atmosphérique locale, etc. De nombreuses études ont documenté ces ICU dans le monde (voir notre article de synthèse).
La question se pose de savoir si l’urbanisation a un effet éventuel sur les enregistrements de température en surface dans les stations météo. Ces dernières se sont longtemps trouvées dans les villes ou à leur périphérie proche. Aujourd’hui encore, de nombreuses stations de référence du réseau Météo France sont par exemple situées près d’aéroports ou d’aérodromes - pas vraiment des lieux exempts de toute pollution humaine ni de toute modification du sol.
Dans son dernier rapport 2007, le GIEC assure que « les effets des ICU sont réels, mais locaux, et ont une influence négligeable sur les valeurs [de hausse] (moins de 0,006°C par décennie sur les terres et zéro sur les océans ». Le chiffrage est remarquablement précis : six millièmes de degré par décennie, six centièmes par siècle. Alors que les marges d’erreurs des bases mondiales de référence sont de l’ordre du dixième de degré, même aujourd’hui, et atteignent facilement +/-0,2°C au début du siècle, lorsque le monde était bien moins peuplé et urbanisé. Le simple fait que le GIEC évalue une influence de l'ordre de 0,06°C sur un siècle, alors même que les très étudiés forçages anthropiques varient encore du simple au quadruple, est assurément une prouesse donnant à réfléchir.
Cet avis sur le rôle négligeable des ICU ne semble cependant pas partagé par G.Y. Ren et ses trois collaborateurs appartenant tous à l’administration météorologique de la République de Chine populaire. Ces auteurs publient dans la dernière livraison des GRL une analyse des tendances de températures enregistrées dans deux stations urbaines (Pékin et Wuhan), comparées à des stations rurales alentour, pour la période 1961-2000 et 1981-2000.
Leur conclusion : « Le réchauffement annuel et saisonnier induit par l’urbanisation est significatif pour les deux périodes dans les stations de Pékin et Wuhan, le réchauffement annuel urbain représentant 65-80% de l’ensemble du réchauffement 1961-2000 et 40-61% de l’ensemble du réchauffement 1981-2000. Ce résultat, s’ajoutant à de précédentes recherches, indique la nécessité de prêter une attention accrue aux biais induits par l’urbanisation existant probablement dans les données actuelles de température de surface des stations de référence nationales ».
On est assez loin de « l’influence négligeable » martelée par le GIEC dans son quatrième rapport comme dans le précédent. Sur les quelques milliers de stations terrestres utilisées par les grandes bases de référence pour diagnostiquer le réchauffement de la planète, combien au juste sont indemnes de ces influences urbaines, dont l’effet se fait sentir dès lors que l’environnement immédiat de la station est modifié par des routes et des constructions ? les températures de surface sont le reflet du budget énergétique de surface, lequel ne se résume pas aux influences des forçages mesurés au sommet de l’atmosphère. A une époque où la significativité des tendances se compte en dixième de degré, il faudrait certainement « prêter une attention accrue » à ces questions, comme le suggèrent les services météorologiques chinois.
Référence
Ren, G.Y. et al. (2007), Implications of temporal change in urban heat island intensity observed at Beijing and Wuhan stations, Geophys. Res. Lett., 34, L05711.
Illustration : Asian News DR.
Mise à jour - mars 2007
Sur cette question des îlots de chaleur urbain en Chine, S. McIntyre se livre à d’intéressantes analyses du Climate Audit, en essayant (sans succès) d’obtenir les données de l’étude séminale de Jones 1990 ayant servi à l’AR3 (et encore à l’AR4) du GIEC pour asseoir l’absence d’effet urbain dans les biais de mesure.
Il note que dans une étude parue 6 mois plus tard, plusieurs co-auteurs de Jones 1990 (Wang 1990) se sont eux-mêmes livrés à une analyse de la question en Chine, où ils précisent que les zones rurales de leur travail ont « une population moyenne de 150.000 habitants ». On fait mieux en matière rurale, bien sûr, et il est évident que ces stations sont tout aussi affectées que celles situées dans des villes ayant cinq ou dix fois plus d'habitants (le principal biais concerne l'environnement immédiat de la station, de sorte que l'ICU peut très bien être observé dans des villages de 1000 habitants, dès lors que les abords de la station sont concernés).
Comme Jones 1990 mentionne 42 paires de stations rurales/urbaines pour son analyse sur le territoire chinois, il est probable qu’une partie des stations sont communes aux deux travaux. Il faut espérer que l'accès aux données complètes de Jones 1990 permettra de voir dans quelle mesure les stations supposées "rurales" l'étaient réellement. Car si la Chine est représentative du reste du monde, c'est assez inquiétant...
Voir aussi Zhou 2004 pour une confirmation de l'effet urbain en Chine.
Références
Jones P.D. et al. (1990), Assessment of urbanization effects in time series of surface air temperatures over land, Nature, 347, 169-172.
Wang W.C. et al. (1990), Urban Heat Islands in China, Geophys. Res. Lett., 2377-2380
Zhou L. et al. (2004), Evidence for a significant urbanization effect on climate in China, PNAS, 101, 9540-9544.
L'influence des ICU tient à divers facteurs combinés comme la chaleur sensible dégagée par les chauffages ou les lumières, les changements d’albédo dues aux matériaux de construction, les modifications de composition atmosphérique locale, etc. De nombreuses études ont documenté ces ICU dans le monde (voir notre article de synthèse).
La question se pose de savoir si l’urbanisation a un effet éventuel sur les enregistrements de température en surface dans les stations météo. Ces dernières se sont longtemps trouvées dans les villes ou à leur périphérie proche. Aujourd’hui encore, de nombreuses stations de référence du réseau Météo France sont par exemple situées près d’aéroports ou d’aérodromes - pas vraiment des lieux exempts de toute pollution humaine ni de toute modification du sol.
Dans son dernier rapport 2007, le GIEC assure que « les effets des ICU sont réels, mais locaux, et ont une influence négligeable sur les valeurs [de hausse] (moins de 0,006°C par décennie sur les terres et zéro sur les océans ». Le chiffrage est remarquablement précis : six millièmes de degré par décennie, six centièmes par siècle. Alors que les marges d’erreurs des bases mondiales de référence sont de l’ordre du dixième de degré, même aujourd’hui, et atteignent facilement +/-0,2°C au début du siècle, lorsque le monde était bien moins peuplé et urbanisé. Le simple fait que le GIEC évalue une influence de l'ordre de 0,06°C sur un siècle, alors même que les très étudiés forçages anthropiques varient encore du simple au quadruple, est assurément une prouesse donnant à réfléchir.
Cet avis sur le rôle négligeable des ICU ne semble cependant pas partagé par G.Y. Ren et ses trois collaborateurs appartenant tous à l’administration météorologique de la République de Chine populaire. Ces auteurs publient dans la dernière livraison des GRL une analyse des tendances de températures enregistrées dans deux stations urbaines (Pékin et Wuhan), comparées à des stations rurales alentour, pour la période 1961-2000 et 1981-2000.Leur conclusion : « Le réchauffement annuel et saisonnier induit par l’urbanisation est significatif pour les deux périodes dans les stations de Pékin et Wuhan, le réchauffement annuel urbain représentant 65-80% de l’ensemble du réchauffement 1961-2000 et 40-61% de l’ensemble du réchauffement 1981-2000. Ce résultat, s’ajoutant à de précédentes recherches, indique la nécessité de prêter une attention accrue aux biais induits par l’urbanisation existant probablement dans les données actuelles de température de surface des stations de référence nationales ».
On est assez loin de « l’influence négligeable » martelée par le GIEC dans son quatrième rapport comme dans le précédent. Sur les quelques milliers de stations terrestres utilisées par les grandes bases de référence pour diagnostiquer le réchauffement de la planète, combien au juste sont indemnes de ces influences urbaines, dont l’effet se fait sentir dès lors que l’environnement immédiat de la station est modifié par des routes et des constructions ? les températures de surface sont le reflet du budget énergétique de surface, lequel ne se résume pas aux influences des forçages mesurés au sommet de l’atmosphère. A une époque où la significativité des tendances se compte en dixième de degré, il faudrait certainement « prêter une attention accrue » à ces questions, comme le suggèrent les services météorologiques chinois.
Référence
Ren, G.Y. et al. (2007), Implications of temporal change in urban heat island intensity observed at Beijing and Wuhan stations, Geophys. Res. Lett., 34, L05711.
Illustration : Asian News DR.
Mise à jour - mars 2007
Sur cette question des îlots de chaleur urbain en Chine, S. McIntyre se livre à d’intéressantes analyses du Climate Audit, en essayant (sans succès) d’obtenir les données de l’étude séminale de Jones 1990 ayant servi à l’AR3 (et encore à l’AR4) du GIEC pour asseoir l’absence d’effet urbain dans les biais de mesure.
Il note que dans une étude parue 6 mois plus tard, plusieurs co-auteurs de Jones 1990 (Wang 1990) se sont eux-mêmes livrés à une analyse de la question en Chine, où ils précisent que les zones rurales de leur travail ont « une population moyenne de 150.000 habitants ». On fait mieux en matière rurale, bien sûr, et il est évident que ces stations sont tout aussi affectées que celles situées dans des villes ayant cinq ou dix fois plus d'habitants (le principal biais concerne l'environnement immédiat de la station, de sorte que l'ICU peut très bien être observé dans des villages de 1000 habitants, dès lors que les abords de la station sont concernés).
Comme Jones 1990 mentionne 42 paires de stations rurales/urbaines pour son analyse sur le territoire chinois, il est probable qu’une partie des stations sont communes aux deux travaux. Il faut espérer que l'accès aux données complètes de Jones 1990 permettra de voir dans quelle mesure les stations supposées "rurales" l'étaient réellement. Car si la Chine est représentative du reste du monde, c'est assez inquiétant...
Voir aussi Zhou 2004 pour une confirmation de l'effet urbain en Chine.
Références
Jones P.D. et al. (1990), Assessment of urbanization effects in time series of surface air temperatures over land, Nature, 347, 169-172.
Wang W.C. et al. (1990), Urban Heat Islands in China, Geophys. Res. Lett., 2377-2380
Zhou L. et al. (2004), Evidence for a significant urbanization effect on climate in China, PNAS, 101, 9540-9544.
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