Les villes représentent des «îlots de chaleur» au sein de leur environnement, qui sont caractérisés par de nombreuses sources de chaleur et de petits flux d’air. En Europe du Sud, les bâtiments lumineux produisent un soulagement et fournissent un climat urbain plus froid. Des calculs de simulation des chercheurs du KIT (Karlsruhe Institut of Technology) pour la ville de Stuttgart, par exemple, révèlent cependant que de telles mesures pour améliorer le refroidissement/rafraîchissement peuvent nuire à la qualité de l’air au sol. La solution des chercheurs: des façades lumineuses pour le refroidissement et la plantation de certaines espèces d’arbres pour réduire la concentration des polluants.
Les scientifiques de la Division de recherche environnementale atmosphérique de l’Institut de météorologie et de recherche sur le climat (IMK-IFU) de la Karlsruhe Institute of Technology (KIT), à Garmisch-Partenkirchen, ont mis au point une nouvelle stratégie de simulation qui considère à la fois le développement de la température dans les villes et le transport des polluants. Avec la vague de chaleur de 2003 qui a été utilisée comme un exemple, le climat urbain de Stuttgart a été simulé dans diverses conditions. « En raison de son emplacement dans un bassin, la ville de Stuttgart est très intéressante pour les calculs des modèles de climat urbain », explique Joachim Fallmann du IMK-IFU. Il a été impliqué dans l’élaboration du modèle.
Joachim Fallmann a simulé divers scénarios, tels que le renforcement de la réflexion du rayonnement grâce à une couleur modifiée des bâtiments à Stuttgart. Les maisons de couleur blanche sont traditionnellement mises en place pour empêcher le chauffage urbain dans la région méditerranéenne.
Joachim Fallmann explique que cet effet est baptisé l’albédo: « Plus sont brillants les bâtiments et les surfaces dans une ville, plus petit est le niveau de chauffage, parce que le rayonnement à ondes courtes est réfléchie et que le matériau n’est pas chauffé. Ceci est considéré comme un albédo élevé. Les bâtiments typiques gris et de grande hauteur, en revanche, ont un petit albédo et peuvent être considérés comme des collecteurs de chaleur. «
La nouvelle approche du modèle a confirmé que les bâtiments brillantes sont adaptés pour contrecarrer l’effet d’îlot de chaleur.
En ce qui concerne la qualité de l’air, cependant, cette stratégie est associée à un inconvénient surprenant: « Quand il se refroidit, le mélange vertical de l’air diminue. La poussière et les polluants tels que les fins oxydes d’azote, restent plus près du sol et sont plus concentrés que dans une ville plus chaud « . Par conséquent, l’effet de refroidissement est associé à un grave inconvénient en particulier pour la population des villes avec de fortes sources de pollution primaire, telles que les zones industriels ou de la circulation très dense.
Pour les autres polluants dits secondaires, cet effet est positif: «Quand il fait plus frais, moins d’ozone se forme, ce qui peut être nocif pour les voies respiratoires sur le terrain. » Par conséquent, la chimie de l’atmosphère et le développement de chaleur dans une ville doivent être analysés ensemble.
L’écologisation des villes est une stratégie pour compenser l’effet du transport aérien réduit. Les arbres absorbent le CO2 et peuvent même lier la poussière fine sur la surface. Mais selon Joachim Fallmann, les détails sont d’une importance décisive: «Les bons arbres doivent être utilisés. Les peupliers, les chênes, et les sycomores produisent des substances biogènes, comme du pollen, qui peut agir en tant que précurseurs de la formation d’ozone.. » Un arbre avec un effet positif sur la qualité de l’air est l’érable.
Le modèle de IMK-IFU est un outil important pour analyser ces relations complexes dans le détail. En fin de compte, chaque ville doit être analysée individuellement, selon Joachim Fallmann:. «Les conditions à Stuttgart diffèrent considérablement de celles de Munich, où les Alpes fournissent souvent de l’air frais. C’est notre objectif d’affiner le modèle de simulation, de sorte qu’il puisse être utilisé pour tester de manière fiable des solutions sur mesure pour les différentes villes. »
http://www.kit.edu/kit/english/16770.php (en allemand)
