Concevoir des villes adaptées à la météo du 21e siècle

Les phénomènes météorologiques extrêmes, tels que les vagues de chaleur et les pluies torrentielles, deviennent de plus en plus fréquents et intenses aux États-Unis en raison du changement climatique.

Fin septembre de cette année, des inondations soudaines ont déferlé sur les rues des quartiers et les escaliers du métro de la ville de New York, alors que des précipitations historiques ont entraîné l’annulation de vols et la fermeture de routes et que les autorités municipales ont exhorté les gens à rester chez eux ou à s’abriter sur place. Certaines zones de la ville ont reçu jusqu’à 2,58 pouces de pluie en une journée, soit près de 50 % de plus que la capacité maximale du réseau d’égouts de la ville, provoquant des problèmes d’eaux usées pour de nombreuses maisons et entreprises de basse altitude.

Intuitivement, lorsqu’un événement météorologique extrême frappe une ville, plus elle compte d’habitants, plus grand nombre de personnes sont touchées. Actuellement, 83 % de la population américaine vit en milieu urbain, selon le recensement américain. Ce nombre devrait augmenter au cours des prochaines décennies, ce qui rend la résilience climatique urbaine extrêmement importante. En conséquence, beaucoup de gens ont l’impression que la taille croissante des villes aggrave les conditions météorologiques extrêmes pour les personnes qui y vivent.

Or, les villes sont conçues et construites par les hommes. Il va donc de soi que si certaines méthodes d’aménagement du territoire augmentent l’exposition de la population aux conditions météorologiques extrêmes, d’autres pourraient potentiellement modérer, voire réduire, l’exposition de la population à mesure que le climat change au cours des décennies à venir.

Pour explorer cette idée, Jing Gao, chercheur à l’Université du Delaware, professeur adjoint au Collège de la Terre, de l’Océan et de l’Environnement et membre résident du corps professoral du Data Science Institute, et sa collègue Melissa Bukovsky, professeure agrégée à la Haub School of Environment and Natural Resources. à l’Université du Wyoming, a étudié comment les changements dans les zones urbaines et la population affecteront l’exposition des futures populations aux extrêmes météorologiques dans les conditions climatiques de la fin du 21e siècle.

Gao et Boukovski ont rapporté leurs découvertes dans un Communications naturelles papier. Les efforts de modélisation de l’équipe et les ensembles de données qui en résultent sont accessibles au public en ligne pour ceux qui souhaitent mener d’autres enquêtes sur l’environnement humain.

Les chercheurs ont étudié les zones urbaines de la zone continentale des États-Unis, y compris les grandes et petites villes, avec diverses densités de développement et dans différentes régions climatiques. Ils ont utilisé un modèle basé sur des données développé par Gao pour prédire la croissance des zones urbaines du pays d’ici 2100, sur la base des tendances de développement observées au cours des 40 dernières années.

L’équipe de recherche a examiné comment ces changements urbains pourraient affecter les conditions météorologiques extrêmes telles que les vagues de chaleur, les vagues de froid, les fortes pluies et les orages violents. Ils ont ensuite analysé combien de personnes seraient exposées à ces extrêmes dans différentes conditions climatiques et de développement urbain à la fin du siècle.

Les simulations de l’équipe de recherche ont montré qu’à la fin du 21e siècle, la façon dont une ville est aménagée ou organisée spatialement, souvent appelée modèle de territoire urbain, a le potentiel de réduire l’exposition de la population aux futurs extrêmes météorologiques, même pour les vagues de chaleur sous des températures très élevées. taux d’expansion urbaine. De plus, la façon dont le paysage urbain est conçu – c’est-à-dire la façon dont les bâtiments sont regroupés ou dispersés et comment ils s’intègrent dans l’environnement environnant – semble avoir plus d’importance que la simple taille d’une ville. Cela est vrai même si le changement climatique augmente les expositions de la population.

Ces résultats s’appliquent à toutes les villes, des grandes zones métropolitaines comme New York aux petites villes situées dans des contextes plus ruraux, comme Newark, Delaware.

« Quelle que soit la taille d’une ville, des aménagements urbains bien planifiés peuvent réduire l’exposition de la population aux phénomènes météorologiques extrêmes », a déclaré Gao. “En d’autres termes, les villes, grandes et petites, peuvent réduire les risques causés par les phénomènes météorologiques extrêmes en organisant mieux leur développement foncier.”

Ces résultats diffèrent des perceptions courantes actuelles. Par exemple, la littérature existante dans ce domaine s’est presque exclusivement concentrée sur la limitation du développement urbain, a déclaré Gao.

En revanche, les nouveaux résultats de cette recherche encouragent les chercheurs et les praticiens d’un large éventail de domaines connexes à reconsidérer la manière dont les villes sont conçues et construites afin qu’elles puissent être en harmonie avec leur environnement naturel régional et plus résilientes aux risques climatiques potentiels à long terme. courir.

Gao a comparé les effets du changement climatique et des configurations urbaines sur les risques météorologiques extrêmes aux effets du régime alimentaire et du niveau d’activité d’une personne sur son risque de problèmes de santé. Selon elle, des aménagements urbains correctement conçus sont comme des exercices physiques qui contribuent à contrecarrer les mauvais choix alimentaires, contribuant ainsi à réduire le risque de maladie, tout en aidant une personne à devenir plus en forme en général.

« Des aménagements urbains soigneusement conçus ne peuvent pas complètement effacer l’exposition accrue de la population aux phénomènes météorologiques extrêmes résultant du changement climatique, mais ils peuvent générer une réduction significative de l’augmentation des risques », a déclaré Gao.

Et le coût de démarrage est faible, a déclaré Gao. Aucune mesure extravagante, telle que le nivellement et la reconstruction d’une grande surface en même temps, n’est nécessaire.

“Au lieu de cela, lorsque nous construisons de nouvelles parties et rénovons des parties existantes d’une ville, nous devrions ajuster notre état d’esprit pour considérer comment le nouveau développement et la rénovation changeront la façon dont la ville dans son ensemble se situe dans son environnement naturel, et comment la ville et ses environs peuvent être un système intégré homme-environnement à grande échelle sur le long terme », a déclaré Gao. “La clé est de commencer dès maintenant à ajuster notre façon de penser le développement.”

Prochaines étapes des travaux

Les chercheurs s’efforcent d’identifier des caractéristiques spécifiques de la disposition spatiale d’une ville qui peuvent la rendre plus ou moins résiliente aux futurs extrêmes météorologiques. L’identification de ces modèles peut aider à orienter un développement plus durable face à l’augmentation des cas de conditions météorologiques extrêmes. Grâce à leurs efforts, l’équipe de recherche espère fournir des suggestions concrètes sur la manière de concevoir et de construire des zones urbaines qui réduisent l’exposition de leurs résidents aux phénomènes météorologiques extrêmes à long terme.

Il est important de noter que les chercheurs ont souligné que ces caractéristiques varieront probablement d’une région à l’autre, aujourd’hui et à mesure que le climat change. Par exemple, ce qui fonctionne dans la région aride de Phoenix, en Arizona, sera probablement différent de ce qui fonctionnera dans la région humide de la Nouvelle-Orléans, en Louisiane. De même, ce qui pourrait fonctionner aujourd’hui pour une ville pourrait différer de ce qui fonctionnera à l’avenir, à mesure que les conditions climatiques évoluent.

“À terme, nous voulons que notre travail soit directement utile aux efforts de conception et de planification urbaines, en offrant des informations et des outils aux décideurs pour influencer le bien-être social et environnemental à long terme à grande échelle”, a déclaré Bukovsky. “Mais d’abord, nous devons identifier quels modèles de développement peuvent améliorer la résilience climatique à long terme des différentes villes. Nous continuerons à collaborer à l’avenir.”