I byer rundt om i verden er træer ofte plantet for at hjælpe med at kontrollere temperaturerne og mindske virkningen af ​​"urban varme ø”. Men mens træer er blevet kaldt “naturens klimaanlæg”I praksis har forskere ofte svært ved at demonstrere deres køleegenskaber.

Den mest åbenlyse måde at måle træernes køleeffekt på ville være at sammenligne lufttemperaturen i parker med den i nærliggende gader. Men denne metode kommer ofte op skuffende resultater: Selv i store, grønne parker er lufttemperaturen om dagen normalt mindre end 1 ° C køligere end i de indelukkede gader, og om natten kan temperaturen i parker faktisk være højere.

For at forklare denne modsigelse er vi nødt til at tænke mere tydeligt over fysikken i varmestrømme i vores byer og omfanget af de målinger, vi foretager.

Shady Days

Teoretisk set kan træer hjælpe med til at give afkøling på to måder: ved at skabe skygge og gennem en proces, der kaldes evapotranspiration. Lokalt giver træer det meste af deres afkølende effekt ved at skygge. Hvor varm vi føler, afhænger faktisk mindre af lokal lufttemperatur og mere af, hvor meget elektromagnetisk stråling vi udsender til og absorberer fra vores omgivelser. Træets baldakin fungerer som en parasol og blokerer op til 90% af solens stråling og øge mængden af ​​varme, som vi mister til vores omgivelser ved at afkøle jorden under os.

Skygge afkøler jorden. Roland Ennos, Forfatter leveret

Alt i alt kan skyggen fra træer reducere vores fysiologisk ækvivalente temperatur (det vil sige hvor varmt vi føler vores omgivelser er) mellem syv og 15 ° C, afhængigt af vores breddegrad. Så det er ingen overraskelse, at folk i sommerhøjden trækker sig til den lækre kølighed i skyggen fra Londons parker, parisiske boulevarder og middelhavspladser.

Træer kan også køle ned bygninger - især når de plantes mod øst eller vest - da deres skygge forhindrer solstråling i at trænge ind i vinduer eller opvarme udvendige vægge. Eksperimentel undersøgelser og modelleringsundersøgelser i USA har vist, at skygge fra træer kan reducere klimaanlæg for eneboliger med 20% til 30%.

Men aircondition er mere almindeligt nogle steder end andre: for eksempel mens tre ud af fire Australske husstande har et klimaanlæg, de er langt mindre almindelige i Nordeuropa, hvilket efterlader befolkningen der mere sårbar over for skadene i byvarmen. I løbet af den europæiske varmebølge 2003 var der 70,000 flere dødsfald blev registreretsammenlignet med ækvivalente køleperioder. Vi har akut behov for mere forskning for at finde ud af, hvor meget skygge fra træer kunne køle rækkehusene og boligblokkene, hvor så mange mindre velstående mennesker bor.

Slår varmen

Træer kan også bruges til at tackle et større problem: den varme varme ø. I perioder med roligt, solrigt vejr, lufttemperaturen i byerne kan hæves over det omkringliggende landskab med op til 7 ° C, især om natten. I byer absorberer den hårde, mørke asfalt og mursten overflader næsten al den indkommende kortbølget stråling fra solen, varmer op til mellem 40 ° C og 60 ° C, og opbevaring af energi, der derefter frigøres i luften i løbet af natten, når den kan blive fanget i de smalle gade-kløfter.

Evapotranspiration i handling. Roland Ennos, Forfatter leveret

Urbane træer kan modvirke denne proces ved at opfange strålingen, før den når jorden, og bruge energien til evapotranspiration. Evapotranspiration opstår, når solstrålene rammer træernes baldakin, hvilket får vand til at fordampe fra bladene. Dette afkøler dem - ligesom svedt afkøler vores hud - og reducerer derved den mængde energi, der er tilbage til at opvarme luften.

Effekterne af evapotranspiration kan kvantificeres på to måder. Først kan du måle temperaturen på træbaldakinen, som er typisk meget køligere end byggede overflader - kun 2 ° C til 3 ° C over lufttemperatur. Desværre kan vi ikke rigtigt hævde, at denne temperaturforskel er bevis på kølekapacitet; blade ville være køligere end byggede overflader, selvom de ikke mister vand, fordi de afkøles mere effektivt af konvektion.

En bedre metode er at beregne et træs køleeffekt direkte ved at måle, hvor meget vand det mister. Du kan gøre dette ved at måle sapstrømmen op i bagagerummet eller vandtabet fra enkelte blade. Disse metoder viser, at træbaldakiner kan omdirigere over 60% af den indkommende stråling til evapotranspiration. Selv et lille (4m højt) galleri-pæretræ - en almindeligt plantet art i Nordeuropa - kan give omkring 6kW køling: svarer til to små klimaanlæg.

Men der er en fangst: træer giver kun denne afkølende effekt, når de vokser godt. Ved at måle vandtab fra individuelle blade, vi viste at tyndere, langsommere voksende blomme og krabber æbletræer kun gav en fjerdedel af den afkølende effekt af Callery-pærer. Desuden kan træernes effektivitet reduceres kraftigt, hvis vækstforholdene er dårlige. Vi fandt, at transpiration af Callery-pærer kunne reduceres med en faktor fem, hvis rødderne voksede gennem komprimeret eller dårligt luftet jord. Der er behov for meget mere forskning på den relative ydeevne af store og små træer, hvad enten de plantes på gader eller i parker.

En sidste vanskelighed med at udarbejde træernes kølekraft er at bestemme, hvor meget et givent træs evapotranspiration faktisk vil reducere lufttemperaturen. Som så ofte inden for videnskaben er der brug for en modelleringsmetode, hvor fysikere, ingeniører og biologer arbejder sammen. Vi er nødt til at sætte realistiske træer i detaljerede regionale klimamodeller, der kan efterligne de komplekse daglige bevægelser af luft og energi gennem byen. Først da kan vi bestemme de regionale fordele ved byskoven og finde ud af, hvordan vi bruger træer til at gøre vores byer køligere og mere behagelige steder at bo i.

Om forfatteren

Roland Ennos, professor i biomekanik, University of Hull. Han er interesseret i de måder, hvorpå organismer interagerer med den fysiske verden, især i deres strukturelle konstruktion. Han har undersøgt det mekaniske design af insektvinger og planterodsystemer og græssers mekaniske forsvar, men er på det seneste blevet særligt fascineret af træ.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon