Températures moyennes et évènements extrêmes

085C
14000
6-8

L’augmentation des températures moyennes depuis le début de l’ère industrielle est le signal le plus évident du changement climatique. À cette tendance de fond s’ajoute la recrudescence des vagues de chaleur, plus palpables par chacun d’entre nous. Elles existaient déjà, bien sûr, mais elles ont progressé en durée et en intensité. En raison de leur architecture qui stocke la chaleur et la libère la nuit, les villes sont particulièrement touchées. C’est l’îlot de chaleur urbain, écrasant et suffoquant en période de canicule, et aggravé par le réchauffement global. De plus en plus d’habitants et d’entreprises recourent alors à la (sur)climatisation, contribuant à réchauffer davantage l’air ambiant… Pour s’adapter à ces phénomènes qui vont crescendo, les villes prévoient des plans d’urgence mais doivent impérativement trouver des solutions durables.

© Météo-France

« La météorologie ignore les frontières administratives des pays. Nous avons besoin de données homogènes sur tout le globe, comme celles des satellites, pour pouvoir délivrer des services météorologiques et climatiques au plus large spectre de bénéficiaires. »

Patrick Josse - Directeur de la climatologie et des services climatiques, Météo-France (France)

Modéliser les augmentations de températures

S’appuyant sur toutes les sources de données disponibles, Météo-France développe des simulations numériques à différentes échelles du changement climatique, de ses impacts et des solutions d’adaptation envisagées. Précises et fréquemment renouvelées, les données satellite alimentent pour bonne part ces modèles. Démonstration avec la modélisation de l’augmentation en chaîne des températures.

De très nombreuses villes subissent l’escalade des températures. En France, en situation d’alerte, le Plan canicule anticipe l’afflux en milieu hospitalier et les villes ouvrent des parcs au public la nuit. Des recherches sont menées par de grandes agglomérations sur la mise en place de mesures rafraîchissantes comme l’arrosage de rue.

Le changement climatique global

La température moyenne évolue doucement sur une longue période. Depuis le début des années 1970, les satellites apportent une couverture globale et complémentaire des séries d’observations historiques. Toutes ces données sont essentielles pour caractériser le réchauffement climatique global et valider la capacité des modèles de climat à simuler le passé. Ces derniers permettent ensuite de projeter, pour différents scénarii d’émission de gaz à effet de serre, les évolutions possibles selon l’efficacité des politiques climatiques mises en place.

Les vagues de chaleur

Avec des effets potentiellement catastrophiques en termes de santé publique et d’environnement, les vagues de chaleurs sont des épisodes intenses qui se développent sur quelques jours. Le suivi spatial est précieux pour les caractériser via leurs impacts directs comme les incendies et les sécheresses. Ces dernières peuvent par ailleurs accentuer les canicules en raison du déficit d’évaporation, et donc de refroidissement.

Suivi satellite des pires incendies ayant frappé le Chili, en janvier 2017. La cartographie montre bien l’étendue des zones brûlées, bordées de rouge, et les nombreux foyers actifs.

Suivi de l’état de la végétation en Amérique du Nord par intégration d’observations satellitaires (humidité superficielle du sol et indice de surface foliaire issus du projet Copernicus Global Land Service) dans un modèle numérique de Météo-France. La forte sécheresse de 2012 a eu un impact majeur sur les rendements de maïs de toute la Corn belt. L’utilisation de ce type d’observations permet de projeter l’évolution de l’état de la végétation et des cultures.

Vagues de chaleur en France de 1947 à 2016.

Leur sévérité est déterminée selon la quantité de chaleur intégrée sur tout l’épisode.

Projections climatiques des vagues de chaleur

à l’horizon 2050 (orange) puis 2100 (rouge), selon le scénario du laisser-faire.Un épisode type août 2003 devient anecdotique.

L’îlot de chaleur urbain

Contrairement à la campagne, les bâtiments et surfaces imperméables des villes stockent la chaleur du Soleil et la renvoient vers l’atmosphère la nuit, empêchant le rafraîchissement. Si le phénomène n’est pas lié aux gaz à effet de serre, les conditions anticycloniques intensifiant l’îlot de chaleur urbain vont favoriser la stagnation des polluants, avec des problèmes sanitaires supplémentaires.

Le satellite permet ici une mesure directe de la température des surfaces ainsi que la caractérisation fine de ces dernières, le suivi de l’extension urbaine et de la transformation du sol, ou encore le suivi de la végétation, élément déterminant du microclimat urbain.

Extension urbaine de Las-Vegas entre 1979 et 2010 observée par le satellite Landsat © NASA

Principe de l’îlot de chaleur urbain

Température de surface à Paris la nuit du 9 août 2003 : à gauche, estimée par un modèle de prévision, à droite, mesurée en temps réel par le satellite Terra. Les capteurs in situ complètent les données satellites et valident les modèles d’extension spatiale d’un îlot de chaleur urbain.

La combinaison automatisée de cartes IGN (à gauche) et d’images satellite haute résolution des strates de végétation (à droite) permet de dresser un état des lieux précis de l’occupation du sol urbain.

Vers l’adaptation de la ville au changement climatique

Les impacts du réchauffement climatique sont exacerbés en ville : non seulement l’îlot de chaleur s’ajoute aux canicules, mais les cités, de plus en plus peuplées, seront dans un contexte de réchauffement de plus en plus énergivore.

Météo-France mène des études interdisciplinaires depuis des années pour accompagner l’effort et la réflexion des agglomérations dans l’atténuation et l’adaptation aux changements climatiques. Il a développé et validé, notamment grâce aux données satellite, un modèle capable de simuler les effets de différentes solutions d’adaptation, indépendamment et cumulées. De la personne dans son logement à la collectivité qui planifie l’organisation spatiale de la ville, il y va du bien-être de tous.

Modéliser les solutions d’adaptations

Il existe quelques leviers d’actions pour empêcher que nos villes se transforment en étuves, comme l’optimisation du plan local d’urbanisme, la végétalisation – qui nécessite une ressource en eau suffisante – , l’évolution des normes thermiques de construction et de rénovation. Incontournables, les habitudes comportementales doivent évoluer : nous devrons par exemple apprendre à fermer les volets la journée et, surtout, atténuer la surconsommation de climatisation et de chauffage.

Simulation des variations de température dues à l’augmentation de végétation au sol dans les espaces libres (parkings, trottoirs, places…). Météo-France a qualifié son modèle sur le cas de la canicule de 2003.

Température de l’air nocturne simulée dans la rue, au niveau du piéton, selon les différentes stratégies et selon le cumul de ces stratégies.

Remerciements

De longue date, Météo-France développe des modèles interdisciplinaires en étroite collaboration avec les laboratoires de recherche du CNRS, plusieurs instituts et universités de France, mais aussi à l’étranger (Europe, Canada, États-Unis, Australie, Brésil, Chine, …). Grâce notamment aux images satellite fournies par le CNES, les modélisations du climat sont réalisées par rapport aux travaux du GIEC. La simulation des impacts des vagues de chaleur se développe en partenariat avec des organismes comme Santé Publique France.

  • Météo-France (France)
  • Centre national d’études spatiales (France)
  • Institut national de l’information géographique et forestière (France)
  • Santé publique France (France)
  • Centre national de la recherche scientifique (France)

Publications scientifiques