Refroidissement Global: Augmenter les albédos urbains mondiaux pour compenser les émissions de CO2.
Dans la plupart aires urbaines, les routes et les toits représentent plus de 60% des surfaces urbaines. De nombreuses études ont montré qu'il est possible de faire plus de 20% d'économies de climatisation dans des immeubles, en augmentant la réflectivité des toits (albédo), passant de 10 à 20% (toits actuels) à 60%(utilisation de peintures,surfaces réfléchissantes etc). D'autres études ont montré qu'augmenter l'albédo des surfaces urbaines peut réduire les températures d'été et améliorer la qualité de l'air. Les économies d'énergie et l'amélioration de la qualité de l'air par simple augmentation de l'albédo urbain permettrait d'économiser plus de 2 milliards de dollars par ans aux États-Unis.
Cette étude tente de quantifier l'effet d'une augmentation de l'albédo urbain sur le forçage radiatif (différence entre chaleur reçue et chaleur émise par la Terre), pour estimer si l'albédo urbain peut compenser les émissions de CO2.
Les chercheurs ont utilisé de nombreuses sources bibliographiques pour estimer
1- la surface mondiale urbaine: données démographiques et données issues du projet Global Rural–Urban Mapping Project.
2- la part de surface urbaine représentée par les toits et les routes et de leurs albédo actuel: Données moyennées de 4 villes Américaines et données d'albédo issues de travaux antérieurs du premier auteur.
3- L'effet du CO2 sur le forçage radiatif: Combinaison des résultats de 4 Articles pour calculer l'énergie (en kW) séquestrée par tonne de CO2 dans l'atmosphère.
4- L'effet de l'albédo sur le forçage radiatif: Les échanges d'énergie entre la surface terrestre et l'espace, en passant par l'effet de serre et la réflectance des nuages sont bien connus. Ils permettent de calculer l'énergie renvoyée par un objet, par unité de surface et sachant son albédo.
5- En combinant les points 1,2 et 4, on peut connaitre l'énergie réémise par la terre en modifiant l'albédo des surfaces urbaines.
1- Sachant que les 100 plus grandes villes mondiales représentent 0.26% des surfaces terrestres pour 670 millions d'habitant et que 3 milliards d'êtres humains vivent en ville, les chercheurs estiment la surface urbaine mondiale à 1,2% des surfaces terrestres, soit 9.1 x 1011m2.
2- Surface occupée par les toits: 25%, les routes: 35%, l'albédo n'excède jamais 0.2. Il existe aujourd'hui de nombreux matériaux utilisés dans le bâtiment dont l'albédo peut aller jusqu'à 0.6. Les auteurs estiment qu'on peut ainsi améliorer l'albédo urbain de 0.1.
3- L'ajout d'un tonne de CO2 dans l'atmosphère augmente de 0.47 kW à 0.93 kW d'énergie séquestrée par effet de serre.
4- Une modification de 0.01 de l'albédo d'une surface de 1m2 réémet 1.27 W.
5- Un albédo augmenté de 0.01 permettrait aux surfaces urbaines réémettre autant d'énergie que séquestrent 44Gt de CO2.
Cet augmentation de l'albédo pourrait compenser les émissions de CO2 des 11 prochaines années.
Toutes les variables chiffrées dans cet article sont le résultat de la synthèse de nombreux autres articles qui admettent eux aussi une certaine erreur sur leurs chiffres. Selon les auteurs, la compensation par augmentation de l'albédo pourrait alors être comprise entre 30 et 100Gt de CO2!
Les surfaces urbaines mondiales sont estimée par un simple produit en croix alors que les grandes villes ont des densité d'habitants bien plus élevées que les petites villes.
Increasing urban albedo can reduce summertime temperatures, resulting in better air quality and savings from reduced air-conditioning costs. In addition, increasing urban albedo can result in less absorption of incoming solar radiation by the surface-troposphere system, countering to some extent the global scale effects of increasing greenhouse gas concentrations. Pavements and roofs typically constitute over 60% of urban surfaces (roof 20–25%, pavements about 40%). Using reflective materials, both roof and pavement albedos can be increased by about 0.25 and 0.15, respectively, resulting in a net albedo increase for urban areas of about 0.1. On a global basis, we estimate that increasing the world-wide albedos of urban roofs and paved surfaces will induce a negative radiative forcing on the earth equivalent to offsetting about 44 Gt of CO2 emissions. At ∼ $25/tonne of CO2 ,a44GtCO2 emission offset from changing the albedo of roofs and paved surfaces is worth about $1,100 billion. Furthermore, many studies have demonstrated reductions of more than 20% in cooling costs for buildings whose rooftop albedo has been increased from 10–20% to about 60% (in the US, potential savings exceed $1 billion per year).
Our estimated CO2 offsets from albedo modifications are dependent on assumptions used in this study, but nevertheless demonstrate remarkable global cooling potentials that may be obtained from cooler roofs and pavements.
