I byer rundt om i verden er trær ofte plantet for å bidra til å kontrollere temperaturene og redusere effekten av "urban varme øya”. Men mens trærne er blitt kalt "naturens klimaanlegg"I praksis har forskere ofte problemer med å demonstrere sine kjøleegenskaper.

Den mest åpenbare måten å måle treningens kjøleeffekt på, er å sammenligne lufttemperaturen i parker med den i nærliggende gater. Men denne metoden kommer ofte opp skuffende resultater: Selv i store, grønne parker er dagtidens lufttemperatur vanligvis mindre enn 1 ° C-kjøligere enn i de tettliggende gatene, og om natten kan temperaturen i parker faktisk være høyere.

For å forklare denne motsetningen, må vi tenke tydeligere om varmeflowens fysikk i våre byer og omfanget av målingene vi tar.

Skyggefulle dager

Teoretisk kan trær bidra til å avkjøle på to måter: ved å gi skygge, og gjennom en prosess kjent som evapotranspirasjon. Lokalt gir trærne størst mulig avkjølingseffekt ved skygging. Hvor varmt vi føler faktisk avhenger mindre av lokal lufttemperatur, og mer på hvor mye elektromagnetisk stråling vi sender ut og absorberer fra omgivelsene våre. Et tre er baldakin fungerer som en parasoll, blokkerer ut opp til 90% av solens stråling, og øke mengden varme som vi mister til omgivelsene ved å kjøle bakken under oss.

Skyggen avkjøler bakken. Roland Ennos, Forfatter gitt

Alt opp, kan skyggen fra trær redusere vår fysiologisk ekvivalente temperatur (det er, hvor varmt vi føler at omgivelsene våre er) mellom mellom syv og xnumx ° C, avhengig av vår breddegrad. Så det er ingen overraskelse at folk i sommermånedene drømmer om den nydelige kølen i skyggen som tilbys av Londons parker, parisiske boulevarder og Middelhavet plazas.

Trær kan også avkjøle bygninger - spesielt når de er plantet i øst eller vest - fordi deres skygge hindrer solstråling fra å trenge inn i vinduer eller oppvarme yttervegger. eksperimentell undersøkelser og modelleringsstudier i USA har vist at skygge fra trær kan redusere klimakostnadene av eneboliger med 20% til 30%.

Men luftkondisjonering er vanligere på enkelte steder enn i andre: for eksempel mens tre av fire Australske husholdninger har et klimaanlegg, de er mye mindre vanlige i Nordeuropa, noe som gjør at befolkningen er mer sårbar overfor byens varme. Under 2003 European heat wave, var det 70,000 flere dødsfall registrert, sammenlignet med ekvivalente kule perioder. Vi trenger snarere mer forskning for å finne ut hvor mye nyanse fra trærne kunne kjøle ned rekkehusene og boligblokkene, hvor så mange mindre velstående mennesker bor.

Slår på varmen

Trær kan også brukes til å takle et større problem: den urbane varmeisen. I perioder med ro, solfylt vær, lufttemperaturen i byene kan heves over det omkringliggende landskapet opp til 7 ° C, spesielt om natten. I byer absorberer de harde, mørke asfalt- og murflatene nesten alle innkommende kortbølgestråling fra solen, varme opp til mellom 40 ° C og 60 ° C, og lagrer energi som deretter slippes ut i luften mens det fortsatt er natt, når det kan fanges i de smale gatakjørene.

Evapotranspirasjon i handling. Roland Ennos, Forfatter gitt

Urbane trær kan motvirke denne prosessen ved å fange opp strålingen før den når bakken, og bruke energien for evapotranspirasjon. Evapotranspirasjon oppstår når solens stråler treffer trærnes baldakin, noe som fører til at vann fordampes fra bladene. Dette avkjøler dem - akkurat som svette avkjøler huden vår - og dermed reduserer mengden energi igjen for å varme luften.

Effektene av evapotranspirasjon kan kvantifiseres på to måter. For det første kan du måle temperaturen på trebaldakinen, som er vanligvis mye kjøligere enn bygget overflater - bare 2 ° C til 3 ° C over lufttemperatur. Dessverre kan vi ikke egentlig hevde at denne temperaturforskjellen er tegn på kjølekapasitet; blader ville være kjøligere enn byggede flater selv om de ikke miste vann, fordi de avkjøles mer effektivt av konveksjon.

En bedre metode er å beregne kjøleffekten av et tre direkte, ved å måle hvor mye vann det mister. Du kan gjøre dette ved å måle sap-strømmen opp i stammen, eller vanntapet fra enkle blader. Disse metodene viser at trebaldakiner kan avlede over 60% av innkommende stråling til evapotranspirasjon. Selv et lite (4m høyt) Callery pære tre - en vanlig plantetype i Nordeuropa - kan gi rundt 6kW av kjøling: tilsvarer to små klimaanlegg.

Men det er en fangst: Trær gir bare denne kjøleeffekten når de vokser godt. Ved å måle vanntap fra individuelle blader, vi viste den sparsommere, langsommere voksende plomme- og krabbe-epletrærne ga bare et fjerdedel av kjølingseffekten av Callery-pærene. Dessuten kan effekten av trær bli sterkt redusert dersom vekstforholdene er dårlige. Vi fant at transpirasjonen av Callery pærer kunne reduseres med en faktor på fem hvis røttene vokste gjennom komprimert eller dårlig luftet jord. Mye mer forskning er nødvendig på den relative ytelsen til store og små trær, enten de er plantet på gater eller i parker.

En siste vanskelighet med å trene trærens kjølekraft er å bestemme hvor mye et gitt trekkes evapotranspirasjon faktisk vil redusere lufttemperaturen. Som så ofte i naturvitenskap, er det behov for en modelleringsmetode, med fysikere, ingeniører og biologer som arbeider sammen. Vi må sette realistiske trær inn i detaljerte regionale klimamodeller, som kan etterligne komplekse daglige bevegelser av luft og energi gjennom byen. Først da kan vi avgjøre de regionale fordelene ved urbane skogen, og finne ut hvordan du kan bruke trær for å gjøre byene våre kjøligere og mer hyggelige steder å bo i.

Om forfatteren

Roland Ennos, professor i biomekanikk, University of Hull. Han er interessert i hvordan organismer samhandler med den fysiske verden, særlig i deres konstruksjonsteknikk. Han har undersøkt den mekaniske utformingen av insektvinger og plantesystemer og mekanisk beskyttelse av gress, men har nylig blitt spesielt fascinert med tre.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon