Pourquoi l’îlot de chaleur est-il souvent plus marqué la nuit ?

L’asphalte, le béton et la brique stockent la chaleur le jour et la restituent après le coucher du soleil. Les surfaces rurales, de plus faible capacité thermique effective et avec un refroidissement par évaporation, se refroidissent plus vite.

Que change l’albédo ?

L’albédo est la fraction du rayonnement de courte longueur d’onde réfléchie. Plus α est bas, plus la puissance solaire absorbée est grande ; des toits clairs augmentent α et réduisent l’échauffement diurne.

Qu’est-ce que la chaleur anthropique ?

La chaleur rejetée par les climatiseurs, le trafic, l’industrie et les bâtiments. Dans le modèle, c’est un flux constant (W/m²), surtout visible la nuit, quand il n’y a plus de soleil.

Qu’est-ce qui n’est pas pris en compte ?

L’évaporation et la transpiration, la géométrie des rues, les ombres, les nuages, l’humidité, le transport horizontal et les indices de stress thermique.

Îlot de chaleur urbain

Deux surfaces zéro-dimensionnelles : albédo, capacité thermique, chaleur anthropique, refroidissement radiatif et turbulent ; ΔT ville−campagne et retard diurne.

Graphiques

À propos du modèle

L’îlot de chaleur urbain apparaît parce que les surfaces de la ville absorbent, stockent et restituent l’énergie autrement que le sol et la végétation de la campagne. On compare deux surfaces zéro-dimensionnelles — urbaine et rurale — avec l’équation C dT/dt = (1−α)S(t) + Q_F − εσ(T⁴ − T_sky⁴) − h(T − T_air). L’albédo α fixe la réflexion du soleil, C l’inertie thermique et le retard, Q_F la chaleur rejetée par les bâtiments et le trafic, h l’échange turbulent avec l’air. On intègre plusieurs jours ; à l’écran, le dernier cycle diurne et ΔT = T_ville − T_campagne. Un albédo bas et la chaleur rejetée élèvent la température diurne ; une grande capacité thermique retarde le pic et entretient l’îlot nocturne. Ni évaporation, ni rues-canyons, ni nuages.

Public : Physique de l’environnement et climatologie urbaine : bilan de surface, cycle diurne.

Notions clés

îlot de chaleur urbain
bilan d’énergie de surface
albédo
capacité thermique
chaleur anthropique
cycle diurne
inertie thermique
rayonnement de grande longueur d’onde

Comment ça marche

Deux surfaces (ville et campagne) résolvent C dT/dt = (1−α)S + Q_F − LW − h(T−T_air). Un α bas et Q_F chauffent la ville ; une grande C retarde le pic diurne et entretient ΔT nocturne. Lié au bilan énergétique 0D et à l’albédo de la glace.

Formules

C dT/dt = (1−α)S(t) + Q_F − εσ(T⁴−T_sky⁴) − h(T−T_air)

UHI(t) = T_urban(t) − T_rural(t); une grande C → retard diurne

Questions fréquentes

Pourquoi l’îlot de chaleur est-il souvent plus marqué la nuit ?: L’asphalte, le béton et la brique stockent la chaleur le jour et la restituent après le coucher du soleil. Les surfaces rurales, de plus faible capacité thermique effective et avec un refroidissement par évaporation, se refroidissent plus vite.
Que change l’albédo ?: L’albédo est la fraction du rayonnement de courte longueur d’onde réfléchie. Plus α est bas, plus la puissance solaire absorbée est grande ; des toits clairs augmentent α et réduisent l’échauffement diurne.
Qu’est-ce que la chaleur anthropique ?: La chaleur rejetée par les climatiseurs, le trafic, l’industrie et les bâtiments. Dans le modèle, c’est un flux constant (W/m²), surtout visible la nuit, quand il n’y a plus de soleil.
Qu’est-ce qui n’est pas pris en compte ?: L’évaporation et la transpiration, la géométrie des rues, les ombres, les nuages, l’humidité, le transport horizontal et les indices de stress thermique.

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