Adrien Grosrey en 1958 mettait déjà en évidence que «L'agglomération elle-même exerce une influence sur la température générale qui est certainement relevée en moyenne de un degré au moins". Cette approximation montre que déjà, à cette époque, on avait envisagé un réchauffement local de la ville par rapport aux alentours3. En effet, dans une autre étude Calame affine l'analyse et met en exergue une forte différence entre les deux stations surtout au niveau de températures minima et ce sur tous les mois de l'année et plus particulièrement en été. Les statistiques comparatives font apparaître un fort accroissement des températures depuis 1991, et l’auteur propose dans cette étude suite à un développement théorique sur l'îlot de chaleur urbain et ses conséquences, de comparer les paramètres météorologiques suivants : la température, l'humidité et les précipitations entre deux stations d'observations, de Genève-Cointrin et de Changins-Nyon, accessoirement celle d’Archamps4.
Tableau 4.1. Températures mesurées à Genève Observatoire situé en ville et l'aéroport de Cointrin, Suisse. Source : Aubert, 1960.
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Université de Genève, L'îlot de chaleur urbain de Genève et ses conséquences, Avril 1998, p. 1 [En Ligne] www.unige.ch/ses/geo/pls/sommaire.html, (Page consultée le 8 janvier 2006)
4 Idem, p 2. J F M A M J J A S O N D an Ville 1.0 2.0 5.8 9.5 14.0 17.5 19.5 18.8 15.3 10.0 5.3 2.2 10.1 Aéroport 0.2 1.1 4.9 8.7 13.1 16.6 18.4 17.6 14.3 9.2 4.5 1.5 9.2 Ville- Aéroport +0.8 +0.9 +0.9 +0.8 +0.9 +0.9 +1.1 +1.2 +1.0 0.8 +0.8 +0.7 +0.9
Il s'agit ici d'analyser le phénomène des températures plus élevées de la partie centrale à densité de constructions importante de l'agglomération genevoise, par rapport à la périphérie dont la densité en plan varie selon les endroits.
4.3.1 Méthodologie
La méthode d’analyse utilisé dans cet exemple, tourne principalement autour du traitement et de la comparaison de données climatiques pour différentes stations, et sachant que les conditions météorologiques influencent l'extension de l'îlot de chaleur urbain, et qu’il se développe dans le centre-ville où sous le vent de celle-ci. Dans cette étude, pour la mise en évidence le phénomène d’ICU, il est proposé de tenir compte d’un certain type de temps anticyclonique avec un vent faible à nul, accompagné d'un ciel clair, en d’autres terme, de s’attarder un peu plus sur la période estivale. En hiver, l'écart de température étant maximum en raison de la chaleur d'origine anthropique. Les vents dominants influencent les courbes de températures en emportant avec eux des bulles d'air surchauffées des centres-villes vers les alentours de la ville. Lachal (1995) montre que la différence des températures entre le centre de Genève et la campagne peut atteindre 6°C entre les stations de La Servette et Satigny à titre d’exemple5.
Ceci a été vérifié et peut servir de comparaison, pour d'autres villes : Zurich 7 °C, Bâle 6°C, Berne 6 °C, Fribourg 5 °C et Paris 14 °C. Entre les berges du lac et le centre-ville, l'écart peut atteindre également 6 °C. Par ailleurs l'amplitude thermique est maximum à l'aéroport (15 °C) et minimum près du lac (3 °C). Lachal (1995) parle d'une valeur annuelle moyenne de 1,9 °C plus élevée pour le site urbain par rapport à la campagne : "cette différence étant plus marquée de nuit que de jour (2,5 °C contre1, 5°C)»6.
Selon l’auteur, l'îlot de chaleur urbain provoque également la diminution du nombre de jours de gel, un abaissement de l'humidité relative et une diminution du nombre de jours de brouillard ainsi qu'un ralentissement de l'écoulement des vents. Il a, de plus, une influence sur les précipitations.
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Lachal B., Quelques aspects du climat urbain de Genève et ses conséquences sur l'environnement, p. 119, IN Lachal B, Romerio F, Weber W, (Ed.), Actes de la journée du CUEPE Nš 62, Université de Genève. 1995
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Afin de vérifier cela, Calame prend les moyennes annuelles de Changins et de Genève depuis 1964 -1997 et a constaté que, jusqu'en 1991, les écarts des températures moyennes mensuelles sont plutôt orientés négativement voire nuls, seuls les mois de janvier et de février montrent un écart légèrement positif de l'ordre de 0.04° C 7.
A partir de 1991 et jusqu'à aujourd'hui, les écarts se creusent nettement, pour atteindre 0.37°C pour la période considérée, tandis que les écarts maxima sont observés pendant les mois suivants : juin, juillet, août et octobre. Les conditions météorologiques prédominantes pendant l'année influencent les résultats. F. Calame (1995), a remarqué à ce sujet, que les différences maxima apparaissent (de l'ordre de 0.3 à 1.0 °C) surtout par temps anticyclonique stable et vent faible de secteur sud-ouest. Il est indéniable et les chiffres le prouvent, que le nombre de jours de gel annuels dans la ville par rapport à la campagne environnante est nettement inférieur. Entre Changins et Cointrin, il y a environ 11 jours de gel en faveur de Changins ; on observe également un écart entre Cointrin et Archamps de 10 à 12 jours. D'après des recherches récentes du C. S. T. B pour Paris, les chercheurs ont pu mettre en évidence une diminution de l'humidité relative au centre des agglomérations ; en effet il est notoire que plus l'air est chaud, plus il lui est possible de contenir de vapeur d'eau, or dans ce cas de figure, la proportion entre la vapeur d'eau réellement contenue dans l'air et celle qu'il faudrait pour atteindre le point de saturation diminue de façon sensible.
En ce qui concerne les stations météorologiques sélectionnées pour l’étude sur la ville de Genève et Changins (1997), les écarts peuvent atteindre 12 % comme ce fut le cas le 26 mars 1997 : Changins (13 h) : 62 %, Cointrin : 50 % d'humidité relative 8. Un autre facteur climatique, la direction des vents et leur intensité sont influencées par les formes urbaines, modifiant à travers la rugosité, l'énergie cinétique du vent qui diminue et sa vitesse moyenne en est affectée. D'autre part l'écoulement des vents est modifié par la structure des rues elle-même. (Accélération ou diminution). Mais il y a encore un phénomène important à relever ; l'écoulement naturel des brises, en relation avec le dôme d'air chaud, est aussi perturbé par les barrières d'immeubles, ce qui est le cas à Genève.
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CALAME F., - Mise en évidence du réchauffement de la zone de l'aéroport de Genève-Cointrin, p111, IN Lachal B, Romerio F, Royer J, Weber W (Ed.), Actes de la journée du CUEPE Nš 62, Université de Genève. 1995
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Enfin les précipitations apparaissent comme un facteur influençant la formation d’îlot de chaleur urbain. Comme le rappelle G. Escourou (1991), l'étude de l'influence de, l'urbanisation est assez complexe ; d'aucun penchent pour une augmentation des précipitations de 10 %, due aux nombreux noyaux de condensation, à la rugosité, et à la chaleur. Tous ont un rôle synergique 9.
Selon Calame, il convient de séparer deux cas de figures. Lorsque l'air est verticalement stable, il se produit peu d'influence sur les précipitations. En revanche dans les cas d'instabilité verticale, les conditions d'ascendance des masses d'air sont alors favorisées par l'air relativement plus chaud des centres-villes et la convection devient ainsi plus rapide sur la ville car le contraste entre les couches atmosphériques élevées bien plus froides que le substratum surchauffé des villes, élève ainsi le gradient vertical atmosphérique et accéléré l'instabilité de l’air10. Ainsi des orages avec des précipitations importantes sont alors observés. C'est en général sous le vent de l'îlot de chaleur que se produit le maximum de précipitations, ce qui correspondrait pour Genève au nord-est de l'agglomération.
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4.3.2 Conclusion
Les analyses effectuées nous montrent un réchauffement du site de Genève-Cointrin qui est très certainement dû à la densification de l'habitat et des surfaces construites en plan. La moyenne annuelle des températures entre 1991 et 1997 à Cointrin a été de 10,6 °C, alors que la moyenne (1901-1960) est de 9.2 °C, soit une élévation de prés de 1,5 °C. Le taux moyen d'humidité relative est tombé à 74 % alors que la moyenne est de 77 %. Les quantités de précipitations ont varié également. Le nombre de jours avec brouillard est passé à 24 jours, soit un écart négatif avec la moyenne de 25 % pour la même période.
Cette méthode était basée en premier lieu sur le traitement de données climatiques,
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ESCOUROU G., Le climat et la ville, Paris, Nathan, coll. Géographie d'aujourd'hui, 1991.
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CALAME F., Mise en évidence du réchauffement de la zone de l'aéroport de Genève-Cointrin, pp. 112, IN Lachal B, Romerio F, Royer J, Weber W (Ed.), Actes de la journée du CUEPE Nš 62, Université de Genève, 1995
mesurées à partir de stations météorologiques fixes, situées soit à l’intérieur de la villes, soit sur les alentours de cette dernière pour pouvoir comparer et quantifier les différences qui peuvent y avoir entre le milieu urbain et le milieu rural, en tenant compte des paramètres météorologiques suivants : La température, l'humidité et les précipitations entre deux stations d'observations, celle de Genève-Cointrin et de Changins-Nyon, et accessoirement celle d'Archamps. Il s'agit ici d'analyser le phénomène des températures plus élevées de la partie centrale de l'agglomération genevoise, par rapport à la périphérie. En second lieu, et selon un autre auteur, l’étude du phénomène d’îlot de chaleur urbain à Genève, a été menée au moyen de mesures sur le terrain, en différents points du canton de Genève, pour les deux journées du 20 et 21 juillet 1995.
Si cette méthode n’est pas d’une grande précision dans les résultats qu’elle permet d’obtenir, elle a néanmoins, l’avantage de mettre en évidence l’existence de l’îlot de chaleur urbain, ainsi que la différence de température qui peut exister entre un milieu urbain à forte densité de constructions et à faible taux de végétation et les alentours de la ville qui se distinguent par des caractéristiques moins favorable à l’apparition du phénomène en question.