Impact of green areas on the urban heat island and ozone pollution: quantification using a neighbourhood scale modelling approach
Impact de la végétalisation sur l’îlot de chaleur urbain et la pollution d’ozone : quantification par une approche de modélisation à l’échelle d’un quartier
Résumé
Heat islands and air pollution are important phenomena in urban areas. They result respectively in an exacerbation of the summer nighttime temperature and of urban air pollutant concentrations. We focused on atmospheric ozone whose concentration increases in cities under anticyclonic conditions. Solutions to mitigate them have been identified, such as the urban vegetation thanks to its shading effect, its evapotranspiration and its air depollution. A current challenge of the scientific community is to develop a model to describe interconnection between microclimate, urban ozone and vegetation, which was the goal of this PhD. For this purpose, the coupling of two models was carried out: the urban microclimate model Town Energy Balance (TEB) and the soil-vegetation-atmosphere transfer model Surfatm. The originality of the proposed scientific work is to have included the dry deposition of ozone on all surfaces. The coupled model has been evaluated with measured data on a site in Strasbourg (France) for heat fluxes. Then it is shown that fluxes on vegetation are more important than those on the other surfaces although vegetation has a rather low impact on ozone with a 5.9% removal. This flux varies according to the stage of development and the type of vegetation: to optimize ozone removal, it is better to choose high and dense vegetation.
Les îlots de chaleur et la pollution atmosphérique sont des phénomènes importants dans les zones urbaines. Ils se traduisent respectivement par une exacerbation de la température nocturne estivale et des concentrations en polluants de l’air. Nous nous sommes intéressés à l’ozone atmosphérique, dont la concentration augmente en ville en conditions anticycloniques. Des solutions pour les atténuer ont été identifiées, comme la végétalisation des surfaces urbaines grâce à son effet d’ombrage, son évapotranspiration et sa dépollution de l’air. Un défi actuel de la communauté scientifique est de quantifier le bénéfice apporté par la végétation urbaine. Ceci passe par le développement d’un outil permettant de décrire l’interconnexion entre le microclimat, l’ozone et la végétation dans la rue ce qui a été le but de cette thèse. Pour cela, le couplage de deux modèles a été réalisé : le modèle de microclimat urbain Town Energy Balance (TEB) et le modèle de transferts sol-végétation-atmosphère Surfatm. L’originalité du travail scientifique proposé est d’avoir inclus le dépôt sec de l’ozone sur toutes les surfaces. Le modèle couplé a été évalué avec des données mesurées sur un site à Strasbourg (France) sur les flux de chaleur. Il est ensuite montré que les flux d’ozone sur la végétation sont plus importants que ceux sur les autres surfaces mais la présence de végétation a un impact assez faible sur l’ozone de l’air avec une élimination de 5.9%. Ce flux varie en fonction du stade de développement et du type de végétation : pour optimiser la dépollution de l’ozone dans la rue, il est préférable de choisir une végétation haute et dense.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)