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Les orages d’été sont généralement plus fréquents, plus intenses et plus concentrés au-dessus des villes qu’au-dessus des zones rurales, selon de nouvelles observations détaillées de huit villes et de leurs environs. Ces résultats pourraient modifier la façon dont les urbanistes se préparent aux inondations dans leurs villes, en particulier à mesure que les zones urbaines s’étendent et que le changement climatique modifie les schémas météorologiques mondiaux.

La nouvelle étude révèle que davantage de tempêtes se forment au-dessus des zones urbaines et de leurs limites que dans les zones environnantes, et que les grandes villes intensifient davantage les précipitations que les petites. Cette étude a été publiée dans Earth’s Future.

« On s’attend à ce que les villes deviennent plus peuplées et plus grandes au cours des prochaines décennies », a déclaré Herminia Torelló-Sentelles, spécialiste de l’atmosphère à l’université de Lausanne et auteur principal de l’étude. « Il est important de pouvoir quantifier le risque d’inondation urbaine pour la planification urbaine et la conception des systèmes de drainage urbain.

L’effet de la pluie a été signalé dans des études portant sur une seule ville, mais la nouvelle recherche a examiné les tendances et les différences entre plusieurs villes. Les différences dans les régimes de précipitations urbaines soulignent la nécessité de continuer à étudier l’activité orageuse dans les villes du monde entier, a déclaré Mme Torelló-Sentelles.

Des villes prises d’assaut
Certaines tempêtes produisent des pluies régulières, comme un arroseur, tandis que d’autres produisent des pluies concentrées, comme une lance à incendie. La nouvelle étude montre que les villes peuvent transformer les tempêtes en lances à incendie, en laissant tomber des rafales de pluie sur de petites zones urbaines au lieu d’étaler la pluie sur une plus grande surface. Ces précipitations concentrées peuvent aggraver les risques d’inondation si l’infrastructure de la ville ne peut pas faire face au déluge.

La plupart des villes produisent plus d’orages semblables à des lances à incendie que les zones rurales. Les villes engendrent également plus de tempêtes que leurs environs, et les grandes villes génèrent des tempêtes plus fortes que les petites.

« Ce n’est pas seulement l’intensité des précipitations qui importe lorsqu’on s’intéresse au risque d’inondation. C’est aussi la façon dont elles sont réparties dans l’espace », a déclaré Mme Torelló-Sentelles. « Si une très grande quantité de précipitations tombe sur une très petite surface, le système de drainage d’une zone urbaine peut s’effondrer.

Plusieurs facteurs pourraient être à l’origine de la création et de l’intensification des tempêtes en milieu urbain, selon M. Torelló-Sentelles. Les villes sont généralement plus chaudes que leur environnement frais, humide et couvert de végétation, ce qui peut entraîner l’attraction de l’air vers les villes et son soulèvement. Cet air chaud et ascendant se condense ensuite en nuages de pluie au-dessus des centres urbains.

Les tempêtes se forment aussi souvent lorsque l’air est soulevé au-dessus des chaînes de montagnes, produisant des nuages de pluie au sommet des montagnes. À l’instar des mini-chaînes de montagnes, les lignes d’horizon des villes peuvent créer des environnements favorables à l’ascension des masses d’air et à la formation d’orages.

« On peut considérer une ville comme un obstacle », explique Mme Torelló-Sentelles. « Lorsqu’une tempête se dirige vers elle, l’air peut être soulevé au-dessus et autour d’elle.

La pollution par aérosols en suspension dans l’atmosphère au-dessus des villes peut également renforcer ou supprimer les précipitations.

Les chercheurs ont utilisé sept années de données météorologiques à haute résolution provenant de huit villes d’Europe et des États-Unis (Milan, Italie ; Berlin, Allemagne ; Londres et Birmingham, Royaume-Uni ; Phoenix, Arizona ; Charlotte, Caroline du Nord ; Atlanta, Géorgie ; et Indianapolis, Indiana) pour suivre la formation et l’intensité des orages d’été dans les villes et leurs environs. Les villes varient en taille, en climat et en forme urbaine, mais toutes sont situées dans des régions relativement plates et loin de grandes étendues d’eau – des facteurs qui pourraient influencer les régimes pluviométriques locaux.

Les chercheurs ont suivi la formation et l’évolution des tempêtes à l’extérieur et au-dessus des villes et de leurs limites, en identifiant la direction moyenne, l’intensité moyenne, l’intensité maximale et la superficie de chaque tempête.

Ils ont constaté qu’un plus grand nombre d’orages se formaient au-dessus des villes et de leurs limites par rapport aux zones rurales voisines. Les tempêtes étaient généralement plus intenses dans les centres-villes ou à la périphérie des villes, comme à Berlin et à Birmingham. L’intensification des précipitations était plus importante dans les grandes villes que dans les petites : dans ces dernières, les précipitations s’intensifiaient de 0,9 % à 3,4 %, tandis qu’elles augmentaient de 5,2 % à 11 % dans les grandes villes par rapport aux zones périphériques. Dans certaines villes, l’intensification des précipitations était également beaucoup plus forte à certaines heures de la journée.

Les précipitations sont également devenues plus concentrées dans l’espace au-dessus des zones urbaines, jusqu’à 15 %. Les pluies concentrées peuvent peser davantage sur les systèmes de gestion des eaux urbaines que les pluies uniformément réparties.

Les fortes tempêtes augmentent le risque d’inondation en milieu urbain
Les zones urbaines de plus en plus étendues pourraient générer et amplifier davantage de tempêtes que leur environnement, alors même que le changement climatique continue d’intensifier les tempêtes dans le monde entier. L’impact combiné de la croissance urbaine et du changement climatique pourrait mettre à rude épreuve les systèmes d’évacuation des eaux pluviales urbaines et entraîner des inondations plus fréquentes et plus graves.

Si les chercheurs ont constaté des tendances constantes dans toutes les villes, chacune d’entre elles a modifié le régime des précipitations de manière unique. Par exemple, alors que la plupart des villes ont connu des tempêtes avec des rafales de précipitations plus fortes que dans leur environnement, Berlin et Charlotte ont connu des précipitations plus dispersées. À Atlanta, les tempêtes se sont surtout intensifiées pendant la journée, tandis qu’à Birmingham, elles ne se sont intensifiées que pendant la nuit. Et contrairement aux six autres villes étudiées, Berlin et Phoenix n’ont pas eu plus d’orages initiés au-dessus de la ville que dans les zones environnantes.

Ces résultats soulignent la nécessité d’élaborer des stratégies d’aménagement urbain individuelles et de réaliser des études portant sur un plus grand nombre de villes, a déclaré Mme Torelló-Sentelles. À mesure que le climat change et que le monde s’urbanise, les villes devront développer leurs propres stratégies d’adaptation et d’atténuation.

« Nous devons étudier une plus grande variété de villes afin de pouvoir généraliser les résultats et déterminer quelles sont les caractéristiques des villes qui ont le plus d’effets sur leur potentiel de modification des précipitations », a-t-elle déclaré. « Les mécanismes qui régissent les précipitations urbaines sont assez complexes, et nous devons encore approfondir nos recherches sur ces processus.

Adaptation Terra Projects

Source : https://phys.org/

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