6.2 Impacts de la repr´esentation de la ville sur la dynamique
6.2.2 R´esultats
Afin d’estimer les impacts propres `a la surface urbaine sur la dynamique, nous avons compar´e
les r´esultats issus des deux simulations (SIMref et SIMprairie). Nous avons tout d’abord com-
par´e les deux simulations `a deux instants de la POI, `a la fin de la nuit du 3 au 4 juillet `a 3 heures UTC, et au milieu de la journ´ee du 4, `a 13 heures UTC. La figure 6.2 pr´esente quatre champs instantan´es `a 3 heures UTC (5 heures locales). Ces champs repr´esentent des diff´erences entre les
deux simulations (SIMref − SIMprairie). La figure 6.2(a) pr´esente la diff´erence de temp´erature
`a 2 m`etres sur le second domaine. La figure 6.2(b) pr´esente la diff´erence de temp´erature `a 2 m`etres sur le troisi`eme domaine. La figure 6.2(c) pr´esente la diff´erence de flux tellurique (« long- wave »avec > 3.33µm) montant `a 2 m`etres sur le troisi`eme domaine. Enfin, la figure 6.2(d) pr´esente la diff´erence de temp´erature potentielle sur une coupe verticale sur le troisi`eme do- maine (pr´esent´e en trait noir sur la figure 6.2(b) et 6.2(c) ).
Les sous-figures de la figure 6.2 nous montrent l’influence de la surface urbaine sur la temp´erature nocturne. En effet, les diff´erences de temp´erature au sol sur les second et troisi`eme
domaines (a et b) vont jusqu’`a 3.5 ◦Cau centre-ville de Toulouse. On peut ´egalement remar-
119 6.2. Impacts de la repr´esentation de la ville sur la dynamique
(a) (b)
(c) (d)
Fig. 6.2: (a) Diff´erences de temp´erature `a 2 m`etres sur le deuxi`eme domaine entre les deux simulations ; Les principales villes r´egionales sont not´ees : T (Toulouse, C (Castres), SG (Saint-Gaudens) et A(Agen). (b) Diff´erences de temp´erature `a 2 m`etres sur le troisi`eme domaine entre les deux simulations. (c) Diff´erences de flux tellurique montant `a la surface sur le troisi`eme domaine entre les deux simulations. (d) Coupe verticale entre les altitudes de 130 et 300 m des diff´erences de temp´eratures repr´esent´ee par le trait noir sur les sous-figures (b) et (c). Les champs sont repr´esent´es `a 3 heures UTC le 4 juillet.
´egalement important, avec une diff´erence de temp´erature de 2.5◦C`a Castres par exemple. Ceci
correspond `a l’ˆılot de chaleur urbain qui n’est pas mod´elis´e dans la simulation SIMprairie, alors
que lorsque les param`etres de surface urbaine sont pris en compte (SIMref), le mod`ele simule
La figure 6.2(c) nous montre que cette diff´erence de temp´erature est principalement due au fait qu’avec des propri´et´es de surface urbaine, le flux radiatif tellurique (« longwave ») ´emis par la surface urbaine est sup´erieur `a celui ´emis par la surface « verte »d’une valeur pouvant appro-
cher 20 W.m−2. En effet, les ´el´ements qui composent la surface urbaine tels que les routes, toits
et murs, emmagasinent plus de chaleur durant la journ´ee qu’une surface rurale de type prairie, et r´e´emettent cette chaleur sous forme de flux radiatif dans le « longwave »durant la nuit. En- fin, la figure 6.2(d) nous montre la repr´esentation verticale des diff´erences de temp´erature. Les
diff´erences sup´erieures `a 2◦Csont pr´esentes jusqu’`a une hauteur d’environ 30 m`etres au-dessus
des toits de la ville. L’amplitude des diff´erences diminue ensuite jusqu’`a une altitude d’environ 150 m`etres au-dessus du sol, o`u elle s’annule. Cette altitude correspond `a la hauteur de la couche limite urbaine nocturne.
La figure 6.3 pr´esente quatre champs instantan´es `a 13 heures UTC (15 heures locales). Ces
champs repr´esentent des diff´erences entre les deux simulations (SIMref − SIMprairie).
La figure 6.3(a) pr´esente la diff´erence de temp´erature potentielle au niveau du sol sur le second domaine. La figure 6.3(b) pr´esente la diff´erence de temp´erature potentielle au niveau du sol sur le troisi`eme domaine. La figure 6.3(c) pr´esente la diff´erence de flux « longwave »mon- tant au niveau du sol sur le troisi`eme domaine. La figure 6.3(d) pr´esente la diff´erence de flux
«shortwave »montant au niveau du sol sur le troisi`eme domaine.
Les sous-figures de la figure 6.3 mettent en ´evidence que l’impact de la surface urbaine sur la temp´erature durant la journ´ee est nettement moins important que durant la nuit. En effet, les figures 6.3(a) et 6.3(b) indiquent que la diff´erence de temp´erature `a 2 m`etres n’exc`ede pas
0.5 ◦Cau centre-ville de Toulouse, contre 3.5 ◦Cla nuit. On remarque ´egalement sur la figure
6.3(a) que l’impact de la surface sur les autres villes r´egionales conduit aux mˆemes valeurs de
diff´erence de temp´erature de 0.5 ◦Csur Agen et Castres que sur Toulouse, mais avec un effet
moins ´etendu spatialement. Cette diff´erence de temp´erature est ´egalement due au fait que la sur- face urbaine absorbe plus de chaleur que la surface rurale. Cependant les figures 6.3(d) et 6.3(c) nous montrent tout d’abord que le flux radiatif ´emis par la surface urbaine en « longwave »est
plus important que le mˆeme flux ´emis par la surface « verte », de l’ordre de 50 W.m−2 en plus,
contribuant ainsi au r´echauffement de la couche limite urbaine. En revanche, la surface urbaine
r´eflechit moins de flux « shortwave »que la surface « verte », jusqu’`a une diff´erence de -40 W.m−2,
ce qui contribue au refroidissement de la couche limite urbaine. En effet, les propri´et´es de la surface rurale sont telles qu’elle r´efl´echit davantage le rayonnement solaire (shortwave) incident que la surface urbaine. Ainsi, l’opposition de ces deux contributions positives et n´egatives de la surface sur les flux, respectivement « shortwave »et « longwave », entraˆıne un r´echauffement moindre que la nuit o`u seule la contribution du flux tellurique intervient.
121 6.2. Impacts de la repr´esentation de la ville sur la dynamique
(a) (b)
(c) (d)
Fig. 6.3: (a) Diff´erences de temp´erature `a 2 m`etres sur le deuxi`eme domaine entre les deux simulations ; Les principales villes r´egionales sont not´ees : T (Toulouse), C (Castres), SG (Saint-Gaudens) et A(Agen). (b) Diff´erences de temp´erature `a 2 m`etres sur le troisi`eme domaine entre les deux simulations. (d) Diff´erences de flux tellurique montant `a la surface sur le troisi`eme domaine entre les deux simulations. (c) Diff´erences de flux solaire montant `a la surface sur le troisi`eme domaine entre les deux simulations. Les champs sont repr´esent´es `a 13 heures UTC le 4 juillet.
2 m`etres sur deux sites, au centre-ville et en proche banlieue `a Balma, entre les deux simulations. La figure 6.4(a) nous pr´esente l’´evolution de la temp´erature `a 2 m`etres correspondant au site
d’observation du centre-ville pour les deux simulations, en bleu pour SIMref et en rouge pour
(a) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 285 290 295 300 305 time in hour T2M T2M Centre−ville VILLE PRAIRIE (b) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 285 290 295 300 305 time in hour T2M T2M Balma VILLE PRAIRIE (c) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 −2 −1 0 1 2 3 4 5 time in hour Difference T2M Difference de Temperature Centre−Ville Balma
Fig. 6.4: Temp´erature `a 2 m`etres des deux simulations au centre-ville (a) et `a Balma (b). (c) Diff´erences temporelles de temp´erature entre les deux simulations sur les deux sites.
4 juillet, les diff´erences entre les simulations sont minimes (moyenne de 0.3◦C). On peut noter
cependant que les diff´erences de temp´erature entre les deux simulations s’accentuent `a partir
de 18 heures UTC (20 heures locales) jusqu’`a un maximum de 4 ◦C`a 5 heures UTC (7 heures
123 6.3. Impacts radiatifs des a´erosols sur la dynamique urbaine