Les singularités thermiques d’un espace périurbain dans une agglomération de dimension moyenne : le cas de Caen durant l’hiver 2018/2019

Thermal singularities of a peri-urban area in a medium-sized conurbation: the case of Caen in the winter of 2018/2019

Normandie Université, UNICAEN, CNRS, LETG, Caen, France

^* Auteur de correspondance : olivier.cantat@unicaen.fr

Résumé

L’analyse comparative des données météorologiques de la station rurale de Carpiquet avec une station expérimentale en périphérie de la ville de Caen a permis de montrer la présence en hiver d’un léger îlot de chaleur péri-urbain (ICPU) (moyenne de +0,4°C). Il est caractérisé par un maximum d’intensité en fin d’après-midi et début de soirée (+0,8°C) et des écarts faibles le reste du temps. Derrière cette image moyenne, une analyse du continuum temporel au pas de temps journalier puis horaire a mis en exergue des comportements différenciés selon les types de temps. Le caractère le plus original des résultats est la présence certes rare, mais significative en termes d’intensité, d’un îlot de fraîcheur péri-urbain (IFPU). Il se forme de nuit par temps clair et calme et se prolonge dans la matinée, jusqu’à présenter un maximum d’intensité vers 9 h UTC. Cette inversion par rapport au schéma classique de fonctionnement des îlots de chaleur urbain (ICU) s’explique par un mode d’occupation du sol favorable à la formation d’une poche froide par rayonnement nocturne, favorisée par l’absence totale de vent (effet de barrage du bâti et de la végétation) et par la faible densité urbaine, alors que sur la campagne ces mécanismes de refroidissement sont atténués par la persistance d’un léger flux. Cet IFPU résiste et s’intensifie en début de matinée, jusqu’à temps que le soleil et la turbulence de l’air ne viennent échauffer et disperser cette pellicule d’air froid plus dense. Ici, les conditions stationnelles semblent donc primer sur les effets purement urbains car l’agglomération de Caen ne présente pas une masse suffisante pour créer une « bulle chaude » jusque dans ses quartiers périphériques quand un type de temps radiatif s’impose.

Abstract

The comparative analysis of meteorological data from the rural station of Carpiquet with an experimental weather station on the outskirts of the city of Caen showed the presence in winter of a slight peri-urban heat island (PUHI) (average +0.4°C). It is characterized by a maximum intensity in late afternoon and early evening (+0.8°C) and small differences the rest of the time. Behind this average image, an analysis of the temporal continuum at daily and then hourly time steps highlighted differentiated behaviours according to the weather types. The most original feature of the results is the rare but significant presence of a peri-urban freshness island (PUFI). It forms at night on clear and calm weather and extends into the morning, reaching a maximum intensity around 9:00 a.m. This inversion in relation to the classic urban heat island (UHI) operating pattern is explained by a land use pattern conducive to the formation of a cold pocket by night-time radiation, favoured by the total absence of wind (damming effect of buildings and vegetation) and by the low urban density, whereas in the countryside these cooling mechanisms are attenuated by the persistence of a slight wind. This IPFU resists and intensifies in the early morning, until the sun and air turbulence heat up and disperse this denser layer of cold air. Here, stationary conditions therefore seem to take precedence over purely urban effects, as the Caen conurbation does not have sufficient mass to create a “hot bubble” all the way to its outlying areas when a type of radiative weather is required.