Dans le contexte du changement climatique, la chaleur est, depuis le début des années 2000, une préoccupation grandissante, d’abord en tant qu’enjeu sanitaire puis comme problématique affectant la qualité de vie des citoyens. Au Québec, le concept d’îlot de chaleur urbain, issu de la climatologie urbaine, a graduellement émergé dans le discours des autorités et de certains acteurs de l’aménagement. Or, on constate l’existence d’un certain décalage entre les connaissances scientifiques et l’interprétation qu’en font les urbanistes. Dans le cadre de ce mémoire, on a tenté d’identifier les facteurs explicatifs de ce décalage en s’intéressant au processus d’acquisition des connaissances des urbanistes québécois. Par le biais d’entretiens réalisés auprès des principaux acteurs ayant contribué à l’émergence de l’ICU au Québec, on a été en mesure d’identifier les éléments ayant entraîné certaines distorsions des connaissances. L’absence d’interdisciplinarité entre la climatologie urbaine et l’urbanisme tout au long du processus d’acquisition des connaissances ainsi qu’une interprétation tronquée de la carte des températures de surface expliquent principalement la nature du décalage observé. / In the context of current debates on climate change, heat has become a growing concern since the early 2000s, as it impacts people’s health and quality of life. As an element of urban climatology, the concept of urban heat islands emerged as a standard reference used by a number of Quebec scholars and practitioners in environmental management. However, there appears to be certain discrepancies between our current scientific knowledge and its interpretation by urban planners. The objective of this thesis is to better understand the factors that explain this discrepancy, through a study of knowledge acquisition among Quebec urban planners. Using a series of interviews with key actors in the emerging field of UHI’s in Quebec, it has been possible to identify the elements that caused distortions in knowledge transfer. Generally, the lack of interdisciplinarity in the areas of urban climatology and planning throughout the knowledge acquisition process, as well as a partial understanding of the surface temperature maps, help explain the nature of these discrepancies.

Le milieu urbain est à l'origine de processus radiatifs, thermiques, dynamiques et hydriques qui modifient le climat de la ville. La couche superficielle du sol, avec la présence plus ou moins importante de surfaces végétales ou d’eau, les activités humaines qui induisent des rejets de chaleur et de polluants, et la structure urbaine, avec des matériaux de construction et une certaine morphologie du cadre bâti, sont les principaux facteurs de cette modification. Le bilan d'énergie thermique permet d'appréhender la majorité des perturbations générées par la ville. A l'aide du schéma Town Energy Balance, développé par Météo-France pour paramétrer les échanges en énergie et en eau entre les surfaces bâties et l'atmosphère, nous avons effectué des tests de sensibilité du bilan d'énergie à différents facteurs. Ces facteurs appartiennent à cinq domaines d'actions : le bâtiment, l'espace public, l'organisation urbaine, les activités industrielles et les transports. Nos différentes simulations ont permis de confirmer le rôle prédominant des paramètres radiatifs dans le bilan d'énergie de la ville en été. Durant l'hiver, ce sont d’autres paramètres thermiques (isolation) qui ont la plus grande influence. Les collectivités territoriales françaises ont à leur disposition plusieurs outils et moyens pour agir en faveur de leur environnement climatique et intégrer des facteurs influant sur le climat urbain : leurs domaines de compétence directe (voirie, bâtiments communaux, espaces verts, etc.), les documents stratégiques d'orientation (SCOT et PLU), les procédures d'aménagement (ZAC et lotissement), l'incitation et l'information de leurs citoyens et de leurs services (Agenda 21 local, Plan Climat Territorial, Approche Environnementale de l'Urbanisme). Elles ne peuvent cependant pas agir avec une liberté suffisante, compte tenu des limites contraignantes entre droit de l’urbanisme et droit de la construction et de l’habitat / Urbanization, with artificial surfaces replacing natural land, more anthropogenic heat and urban geometry, modifies the micro and meso scale climate. Such modifications do alter the radiative, thermal, moisture and aerodynamics properties of the urban environment. The study of energy balance could help understanding most of these changes. In this thesis, we used the urban surface exchange parameterization of Météo-France: Town Energy Balance, which computes water and energy exchanges between urban surfaces and atmosphere. In order to study the significance of different factors, we made a sensivity study. Factors are filed in five fields: building, public space, land use, industrial activities and transports. Our simulations showed that radiative parameters are the most influential during the summer. During winter, other thermal parameters (insulation) are the most influential. French local authorities could use several tools and means to act in favor of their climatic environment: their fields of direct jurisdiction (roads, parks, buildings which are owned by the community, etc.), guidance documents (SCOT and PLU), development procedures (urban development zone and building plotting), and incitement and pieces of information for their citizens and their agencies (local Agenda 21, Plan Climat, Approche Environnementale de l'Urbanisme). They can not work completely freely because of the boundary between urban planning law and building and dwelling law

Modelling solar radiation data at a high spatiotemporal resolution for an urban environment can inform many different applications related to climate action, such as urban agriculture, forest, building, and renewable energy studies. However, the complexity of urban form, vastness of city-wide coverage, and general dearth of climatological information pose unique challenges doing so. To address some climate action goals related to reducing building emissions in the City of Victoria, British Columbia, Canada, applied geomatics and climatology were used to model solar radiation data suitable for informing renewable energy feasibility studies, including photovoltaic system sizing, costing, carbon offsets, and financial payback. The research presents a comprehensive review of solar radiation attenuates, as well as methods of accounting for them, specifically in urban environments. A novel methodology is derived from the review and integrates existing models, data, and tools – those typically available to a local government. Using Light Detection and Ranging (LiDAR), a solar climatology, Esri’s ArcGIS Solar Analyst tool, and Python scripting, daily insolation (kWh/m2) maps are produced for the city of Victoria. Particular attention is paid to the derivation of daily diffuse fraction from atmospheric clearness indices, as well as LiDAR classification and generation of a Digital Surface Model (DSM). Novel and significant improvements in computation time are realized through parallel processing. Model results exhibit strong correlation with empirical data and support the use of Solar Analyst for urban solar assessments when great care is taken to accurately and consistently represent model inputs and outputs integrated in a methodological approach. / Graduate

Se ha sintetizado la información de las temperaturas de emisión superficial obtenidas mediante 53 imágenes del satélite Terra MODIS, aplicando para ello promedios anuales y estacionales de las temperaturas estandarizadas, y reducción de las imágenes a factores complejos de los patrones espaciales usando Análisis de Componentes Principales (ACP); finalmente, se han realizado mapas de diferencias térmicas para conocer la intensidad de la isla de calor urbana de superficie (ICUs) estacional y anual. Los resultados muestran que la isla de calor tiende a localizar el máximo térmico en las comunas de Santiago, Providencia, Las Condes, Ñuñoa y Vitacura, conformando un núcleo cálido asociado a la mayor densidad construida; además, las comunas de Huechuraba y Quilicura conforman otro núcleo cálido, el que está asociado a viviendas de alto nivel de ingresos en el primer caso e industrias en el caso de Quilicura. El ACP revela cuatro patrones típicos, que explican el 90,6% de las situaciones, a saber: ICUs consolidada (44,5%), ICUs del piedmont y cuña de altos ingresos (22,3%), un tipo sin isla de calor urbana (20,2%) e ICUs más intensa al sur (3,6%). Finalmente, la intensidad de la isla de calor urbana de superficie es de mayor magnitud durante el otoño (7,4ºC), seguida de verano (5,9ºC), primavera (5,4ºC) e invierno (5,0ºC); incluso en verano y otoño supera los 7ºC en la zona oriente de la ciudad. De las situaciones sin isla de calor, se ha sugerido la hipótesis de efecto sumidero de calor o «urban heat sink», asociado a fuerte brisa de la Cordillera de Los Andes, que barre la ICUs y la desplaza al poniente de la ciudad, lo que en días de contaminación por material particulado (PM10) tendría efectos nocivos sobre la salud de la población de esa parte de la ciudad. Además, se modela la isla de calor urbana de superficie (ICUs) en función de una serie de variables geográficas y urbanas, con el propósito de plantear alternativas para la mitigación de los efectos negativos que las ICUs provocan a los habitantes de la ciudad de Santiago. Además, se entregan algunas directrices para una planificación territorial más sostenible. En total se utilizaron 42 mapas de isla de calor del año 2010, los cuales se generaron con imágenes satelitales Terra MODIS. Ellos fueron sintetizados en cinco cartografías, un mapa anual y cuatro correspondientes a las estaciones del año. Las variables explicativas para predecir la isla de calor fueron nueve: densidad de población y construida, elevación topográfica, NDVI, albedo, radiación solar y las distancias euclidianas al centro, la costa y los ríos y esteros. Los resultados de los modelos de regresión lineal múltiple por pasos indican coeficientes de determinación entre 47,39% y 80,08% (invierno y verano respectivamente). Las variables explicativas más influyentes son el albedo y el NDVI (relación negativa), y la densidad construida (relación positiva). Al modificar las variables que explican la ICUs se podría variar la intensidad de ella, por ejemplo: al aumentar de 10.000 m2 a 20.000 m2 construidos por hectárea la temperatura deberá aumentar entre 1ºC y 2ºC; implementando de áreas verdes un espacio sin vegetación, la isla de calor se verá reducida entre 1,2ºC y 5,5ºC; y al modificar el albedo de la ciudad desde un 10% a un 20% se consigue una reducción de la ICUs entre 1,1ºC y 2,7ºC.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / In the United States extreme heat events have grown in size and stature over the past 20 years. Urban Heat Islands exacerbate these extreme heat events leaving a sizable portion of people at risk for heat related fatalities. The evidence of this is seen in the Chicago heat wave of 1995 which killed 500 people over the course of a week and the European heat wave of 2003 which killed 7,000 people in the course of a month. The main guiding questions then become how government and the media can most effectively warn people about the occurrence of extreme heat events? Should extreme heat warnings be issued by T.V., newspaper or by radio? Even if warnings are issued will the population at large still change their behavior? Another possible question is whether people most vulnerable to extreme heat will change their behavior? A survey in 2010 by NASA will be the main basis for this analysis. This survey set out to see how well people in Phoenix, Philadelphia, and Dayton responded to extreme heat alerts by changing their behavior.