Le changement climatique serait-il dû au bouleversement structurel que l'homme a infligé à la planète?


Il est certain que l'on ne peut plus nier le changement climatique avec l'augmentation de la température moyenne de l'air à la surface du globe depuis le siècle dernier.

Plusieurs causes à ce réchauffement ont déjà été avancées mais il en a une qui est me semble très interessante et qui pourrait  expliquer la différence observée depuis de nombreuses années entre les deux hémisphères:


L'artificialisation accélérée de la planète


Avançons d'abord quelques chiffres concernant les différences géographiques et démographiques des deux hémisphères :

-  le nord est composé de  40% de terres émergées ( 100 millions de km²) et héberge  90%  de la population mondiale  soit 6.84 milliards d'habitants .

-  le sud est composé de 20% de terres émergées (50 millions de km²) et héberge seulement 10%  de la population mondiale soit  760 millions d'habitants   .

Ces chiffres montrent que l'hémisphère nord à une densité de population nettement plus importante (x4.5) que l'hémisphère sud.

Cela a provoqué un veritable boom  dans l'aménagement des territoires de l'hémisphère nord avec le développement exponentiel des agglomérations  urbaines composées de beton et d'asphalte.

Le développement exponentiel des agglomérations urbaines et des mégapoles


Si en 1800 il n'y avait que 87 villes dans le monde qui dépassaient 500.000 habitants ( Istanbul, Tokyo, Pékin, Canton, Calcutta, Paris, Londres) .

En 1900, ce chiffre passait  à 430 villes .

En 1950, avec New-York c'est l'apparition de la première mégapole (ville avec plus de 10 millions d'habitants )

En 1980, la terre comptait déjà 7 mégapoles   (New York, Tokyo, Mexico, São Paulo, Shanghai, Osaka, Buenos Aires)

Et de 1990 à 2019 nous sommes passé de 14  mégapoles à 38 mégapoles dans le monde dont 34 rien que dans l'hémisphère nord.


L'explosion des agglomérations sur le globe et surtout dans l'hémiphère nord a certainement eu de lourdes conséquences sur la qualité de l'environnement avec une urbanisation sauvage et chaotique .


Comme depuis 1992, les zones urbaines ont  encore plus que doublé et que chaque année, 120.000km² de sols sont encore perdus dans le monde, la biodiversité et l'équilibre naturel continuent à être perturbés avec la création de vastes territoires betonnés et asphaltés  qui, surchauffés le jour, rejettent cette même quantité de chaleur la nuit .



A titre d'information:

En 2016, 9% du territoire français était recouvert de surfaces betonnées ou asphaltées 

En 2011, près de 20% du territoire belge étaient consacrés aux zones urbaines et aux infrastructures de communication alors que ce taux n'était que de 16% en 1990!

En 2019, on estime que 4.5% de l'hémisphère nord auraient été en partie ou totalement artificialisées  contre 1.8% dans l'hémisphère sud, soit un total de de 6.3% de la planète!




Apparition et développement des îlots de chaleur dans les zones urbaines et industrielles (fig 1 et 2)

Ce phénomène est connu sous le nom d'« îlot de chaleur urbain » (fig 1 et 2) - un terme qui a fait son apparition au milieu du XXe siècle.

Jusque dans les années 1980, ce phénomène était considéré comme marginal : la plupart des études sur le sujet ayant été menées dans des villes aux hivers rigoureux, les températures plus clémentes étaient perçues comme bénéfiques ; elles permettaient de moins recourir au chauffage.

Au fil du temps cependant, les effets de ce phénomène furent pris davantage au sérieux car il a des conséquences négatives sur l'environnement météorologique. .

On s'est ainsi rendu compte que les zones  de chaleur urbaine influençaient les relevés de températures de l'air, qui permettent d'évaluer les changements climatiques.


Ce phénomène est plus intense lors des périodes sèches, quand la météo est calme et que les ciels sont clairs. Ces conditions accentuent les différences entre les agglomérations et les zones rurales.

Les villes se distinguent formellement par leur superficie, les matériaux de construction utilisés, la géométrie des bâtiments et des rues.

Tous ces facteurs ont un effet sur les échanges d'énergie naturelle au niveau du sol. Le paysage urbain est, la plupart du temps, pavé et sans végétation.

Ce qui signifie qu'il y a peu d'eau disponible pour l'évaporation et que l'énergie naturelle est ainsi majoritairement utilisée pour chauffer les surfaces.

Les matériaux de construction sont denses, et nombre d'entre eux - tout particulièrement les surfaces aux couleurs sombres comme l'asphalte - absorbent et conservent très bien la chaleur du soleil.

Il y a également les formes et l'emplacement des immeubles qui contribuent à ralentir les mouvements de l'air à proximité du sol, créant des réseaux complexes d'ombre et d'ensoleillement, limitant les échanges qui s'opèrent naturellement.

L'urbanisation s'accompagne également de rejets très importants de chaleur en provenance des usines, des transports et des bâtiments, alimentant directement le phénomène d'îlot de chaleur urbain.



On l'évalue à l'aide de satellites (fig 3) suivant le plan de la ville pour mesurer les températures des toits et des routes (mais pas des murs).

De ce point de vue, cet îlot est plus intense en journée, lorsque les surfaces urbaines reçoivent la radiation solaire et s'échauffent rapidement.

Un autre type d'îlot s'appuie sur les observations de la température de l'air réalisées à proximité du sol ; en ville, cela signifie que les instruments de mesure sont placés en dessous des toits.

Ce type d'îlot est en général intense de nuit, l'apport en chaleur des rues et des toits des bâtiments contribue au réchauffement de l'atmosphère urbaine.

Ce réchauffement peut même être observé jusqu'à deux kilomètres d'altitude voire même plus en cas de convection au-dessus de l'agglomération.

Fig 3: Photos thermiques nocturnes de quelques agglomérations européennes au cours de la canicule de 2019

Une démographie urbaine galopante

À mesure que les populations urbaines des villes situées dans des zones chaudes augmentent, la recherche de moyens pour faire baisser les températures dans les bâtiments - principalement grâce à la climatisation - s'intensifie de même.

Ceci s'applique également aux climats plus tempérés où les usages évoluent, à l'image du recours massif aux ordinateurs, par exemple.

Dans ces situations, le phénomène d'îlot de chaleur urbain ajoute encore à la chaleur, car refroidir les bâtiments contribue de manière assez ironique à augmenter la température extérieure.

La géographie de l'îlot de chaleur urbain.

La géographie de ce phénomène est relativement simple : son intensité progresse en général des faubourgs au centre de la zone urbaine. Il présente cependant des microclimats - par exemple à l'endroit des parcs et autres espaces verts qui constituent des zones de fraîcheur.

L'îlot de chaleur urbain (Fig 5)  est une conséquence inévitable du changement de physionomie des paysages induits par l'urbanisation.

Des solutions pour endiguer le phénomène?

Sa puissance et ses effets peuvent être gérés en modifiant certaines caractéristiques physiques de nos villes.

Ceci peut concerner une couverture végétale plus importante et une réduction des surfaces imperméables ; on peut aussi utiliser des matériaux de couleurs plus claires et un design des équipements urbains qui permette une meilleure ventilation dans les rues et entre les bâtiments, en faisant un usage optimal de l'énergie créée par la ville.

Ces solutions doivent, bien sûr, s'adapter au type d'îlot de chaleur urbain concerné.

Si l'on met, par exemple, l'accent sur des toits végétalisés et permettant de rester au frais, il y aura un effet sur les derniers étages des bâtiments et l'air situé en hauteur.

Dans un premier temps, de nombreuses villes ont entrepris d'étudier ces phénomènes pour identifier les points chauds et concevoir des solutions au niveau de l'urbanisme.

Mais ce dont les métropoles ont le plus besoin, c'est d'un plan climat cohérent, permettant de faire face aux multiples défis environnementaux en zones urbaines, des inondations à la qualité de l'air, en passant par la surveillance des températures.


Les différences notoires dans le réchauffement climatique entre l'hémisphère nord et l'hémisphère sud

Depuis la fin des années 1980 et le début des années 1990 on a remarqué que la température moyenne de l'hémiphère nord a  commencé à augmenter graduellement plus vite que celle de l'hémisphère sud:

+0.57°c pour l'hémisphère nord et +0.21°c pour l"l'hémisphère sud (base : 1979-2000 (Climateanalyzer)) (Fig 6)


Cela s'est matérialisé par une banquise antarctique qui a continué à se maintenir voire même à augmenter légèrement: environ +0.9%  de la superficie par décennie en janvier ou une augmentation de la banquise de +2.7% entre janvier 1979 et janvier 2019 (fig 7) et environ 0.7% par décennie en juillet ou une croissance de 1.8% entre juillet 1979  et juillet 2019. (fig 8)

Fig 7
Fig 7
Fig 8
Fig 8

Par contre le réchauffement plus marqué dans l'hémisphère nord a contribué à une  fonte de la banquise arctique qui en janvier a diminué de -3.2% par déccennie soit une perte de près de 9.6% de sa superficie entre janvier 1979 et janvier 2019 (fig 9). En juillet, elle a même diminué de 7.3% par décennie soit une perte de 22% de sa superficie entre juillet 1979 et juillet 2019 (fig 10)!

fig 9
fig 9
fig 10
fig 10

Répartition par brassage horizontal ou par convection verticale de la chaleur produite par les infrastructures et les agglomérations.


Actuellement on mesure sur la planète des températures moyennes proches de 1 degré supérieures aux températures pré-industrielles (c'est-à-dire les températures du début du 19ème siècle) avec une différence d'environ 0.4° entre la température moyenne dans l'hémisphère nord (anomalie thermique = +1.2°) et celle dans l'hémisphère sud (anomalie thermique = +0.8°).

En considérant toutes ces zones chaudes qui ont connues une forte croissance géographique  au cours du dernier siècle , on peut supposer que la température globale de l'atmosphère ait pu être influencées par ces perturbations thermiques .

De plus ceci serait une explication logique au décalage  entre l'hémisphère sud,  avec sa superficie moins modifiée (1.8% ), et l'hémisphère nord, avec sa surface plus modifiée (4.5%) aboutissant en conséquence à une anomalie thermique plus élevée .


Cet article n'est qu'une tentative d'explication au changement climatique en supposant que les grandes modifications structurelles  que l'homme a  appliqué à la surface du globe , jouent un rôle dans le réchauffement que la planète .

Quant à la différence observée entre les hémisphères, il est clair que la répartition des océans et des continents tout comme l'évolution démographique particulière de chaque partie du globe et ses conséquences sur l'environnement , pourraient bien être  à l'origine du décalage thermique observé entre le nord et le sud de la planète.

Luc Trullemans