Commentaire d'article scientifique: Spatial and Temporal Characteristics of Beijing Urban Heat Island Intensity

Analyse d’article scientifique

Spatial and Temporal Characteristics of Beijing Urban Heat Island Intensity

Dans cet article paru le 12 Mars 2013, Ping Yang, Guoyo Ren et Weidong Liu, tous les trois chercheurs en météorologie, analysent les caractéristiques spatiales et temporelles de l'intensité des îlots de chaleur urbains sur les agglomérations à travers le développement de données horaires dans des stations météorologiques automatiques sur la municipalité de Beijing en Chine.

L’ilot de chaleur urbain, tel qu’il est défini dans cet article, est un phénomène lié aux différences de bilan énergétique entre le milieu urbain et le milieu rural, il se matérialise par la différence de température de l’air à la surface entre les zones urbaines et les zones rurales ou banlieues.

A grande échelle, ce phénomène résulte des formes urbaines et des activités humaines au sein de la ville, mais il résulte aussi, à plus petite échelle, du type de couverture du sol, de l’exposition des sites et de leur humidité…, et varie en fonction de ces facteurs.

Afin d’analyser l’îlot de chaleur urbain, un grand nombre d’études -basées sur les données de température de l’air en surface et des véhicules ainsi que sur la base de la technologie de télédétection- ont été menées en Chine et ont donné des résultats intéressants concernant la variation de l’intensité de l’ilot de chaleur urbain.

Or, ces études antérieures sur le sujet n’englobent pas les caractéristiques relatives à la distribution spatiale et la variation diurne et saisonnière de l’ilot de chaleur urbain. Chaque étude en privilégie une au détriment de l’autre. Et celles-ci se limitent généralement à une description sommaire de l’ilot de chaleur urbain, se contentant d’étudier une seule saison et sur la base des données d’un petit nombre de stations

météorologiques. Le manque de données d'observation ne permettaient donc pas d’avoir des estimations précises de l'intensité de l’ilot de chaleur urbain.

Dans cet article, les caractéristiques climatologiques des ilots de chaleur urbains sont étudiées en détail en appliquant les données de plus de 200 stations météorologiques automatiques établies autour de l’agglomération de Pékin. On y analyse aussi bien la distribution spatiale que la variation saisonnière et le cycle diurne des ilots de chaleur en milieu urbain.

Avant de rentrer dans les détails de l’étude, les auteurs de celle-ci et de cet article introduisent d’abord les conditions de base liées aux différentes stations, à leurs caractéristiques climatologiques et à l’organisation des étapes de travail.

Contrairement aux études précédentes s’appuyant sur un nombre limité d’observations, il est intéressant de voir que pour cette analyse des caractéristiques de l’ilot de chaleur urbain à Pékin, 56 stations urbaines réparties uniformément à l'intérieur du périmètre urbain ont été sélectionnées parmi les 180 stations de départ.

8 stations de référence situées en pleine nature et loin des impacts du bâti, ont été sélectionnées en utilisant la méthode de télédétection, et elles sont toutes situées à une distance de 53,7 km de la place Tiananmen, considérée ici comme le point central de la ville.

La municipalité de Pékin, située au nord de la Chine, et d'une superficie de 1,6 million de km2, connait une explosion démographique exponentielle. 20 millions de personnes habitent sur ce territoire, et il en résulte depuis des années un étalement urbain déconcertant qui a nécessité la création d’un nouveau système de transport à plusieurs rues (RR).

Sur la base de ce moyen de transport, la région urbaine de Beijing a été divisée en trois boucles pour analyser les différences spatiales de l’îlot de chaleur urbain en détail, les sites situés dans le 4ème RR étant considérés comme des stations centrales urbaines et ceux situés à l'intérieur du 6ème RR comme des stations urbaines, ce sont les plus éloignées du centre de la ville.

Ces boucles RR ont été construites autour du centre-ville et elles différencient les caractéristiques urbaines en termes de densités de population, de bâtiments et de fonctions ; les bâtiments les plus denses, les plus hauts et les zones commerciales centrales apparaissant, par exemple, dans le 4ème RR.

L’intensité de l’ilot de chaleur urbain varie donc en fonction de ces boucles.

Dans ce travail, celui-ci est estimé en calculant la différence de la température moyenne de l’air à la surface entre les stations urbaines et rurales.

Intensité de l’îlot de chaleur urbain = T urbaine moyenne – T rurale moyenne

Mais avant d’analyser l’intensité de l’îlot de chaleur en milieu urbain, il est important de parler des caractéristiques climatologiques et principalement celles de la température et de ses variations à travers les différentes stations.

Les figures, les cartes et l’analyse des moyennes annuelles de la température de l’air à la surface dans cet article, montrent clairement une augmentation de la température au fur et à mesure qu’on s’approche du point central de la ville, plus généralement dans la 4ème RR, où la moyenne, avec une valeur de 14,71° C, est la plus élevée. La plus basse, aux bords de la 6ème RR est de 11,82°C.

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