In stede regoor die wêreld is bome dikwels geplant om te help om temperature te beheer en die effekte van die "stedelike hitte-eiland". Maar terwyl bome genoem word "natuur se lugversorgers"In die praktyk het wetenskaplikes dikwels moeilik om hul verkoeling te demonstreer.
Die mees voor die hand liggende manier om die verkoelingseffek van bome te meet, is om die lugtemperatuur in parke met dié in nabygeleë strate te vergelyk. Maar hierdie metode kom dikwels voor teleurstellende resultate: selfs in groot, laer parke is die lugtemperatuur van die dag gewoonlik minder as 1 ° C koeler as in die bedompige strate, en in die nag kan die temperatuur in parke eintlik hoër wees.
Om hierdie teenstrydigheid te verduidelik, moet ons duideliker dink oor die fisika van hitte vloei in ons stede en die omvang van die metings wat ons neem.
Teoreties kan bome op twee maniere verkoeling verskaf: deur skaduwee te verskaf, en deur middel van 'n proses wat bekend staan ​​as evapotranspirasie. Plaaslik bied bome die meeste van hul verkoeling effek deur skaduwee. Hoe warm ons voel eintlik hang minder af van plaaslike lugtemperatuur, en meer oor hoeveel elektromagnetiese straling ons uitstraal en van ons omgewing absorbeer. 'N Boom se bloukop tree op soos 'n parasol wat uitsteek tot 90% van die son se bestraling, en die verhoging van die hoeveelheid hitte wat ons verloor in ons omgewing deur die grond onder ons af te koel.
Die skaduwee wat deur bome voorsien word, kan ons fisiologies ekwivalente temperatuur verminder (dit is hoe warm ons voel ons omgewing is) tussen tussen sewe en 15 ° C, afhangende van ons breedtegraad. Dit is dus geen verrassing dat mense in die somer se hoogte van die heerlike koelheid van die skaduwee wat deur Londen-parke, Parijse boulevards en Middellandse See-plazas voorsien word, spat nie.
Bome kan ook geboue afkoel - veral wanneer dit oos of wes geplant word - aangesien hul skaduwee sonstraling verhoed om deur vensters te penetreer, of om eksterne mure te verhit. eksperimentele ondersoeke en modelleringsstudies In die VSA het getoon dat skaduwee van bome die lugversorgingskoste van losstaande huise kan verminder deur 20% tot 30%.
Maar lugversorging is meer algemeen in sommige plekke as in ander: byvoorbeeld, terwyl drie uit vier Australiese huishoudings het 'n lugversorger, hulle is baie minder algemeen in Noord-Europa, en laat die bevolking daar meer kwesbaar vir die woede van stedelike hitte. Tydens die 2003 Europese hittegolf was daar 70,000 meer sterftes aangeteken, in vergelyking met ekwivalente koel periodes. Ons het dringend meer navorsing nodig om uit te vind hoeveel skaduwee van bome die woonhuise en woonstelblokke kan afkoel, waar soveel minder goeie mense woon.
Klop die hitte
Bome kan ook gebruik word om 'n groter probleem aan te pak: die stedelike hitte-eiland. Gedurende tye van kalmte, sonnige weer, die lugtemperatuur van stede kan opgewek word bo dié van die omliggende platteland tot by 7 ° C, veral in die nag. In stede absorbeer die harde, donker asfalt- en baksteenoppervlaktes feitlik al die inkomende kortgolfstraling van die son, opwarming tussen 40 ° C en 60 ° C, en stoor energie wat dan in die lug vrygestel word gedurende die nag, wanneer dit in die smal straatkanonne vasgevang kan word.
Evapotranspirasie in aksie. Roland Ennos, skrywer met dien verstande
Stedelike bome kan hierdie proses teenwerk deur die straling te onderskep voordat dit die grond bereik en die energie vir evapotranspirasie gebruik. Evapotranspirasie vind plaas wanneer die son se strale die baldakie tref, wat veroorsaak dat water uit die blare verdamp. Dit koel hulle af - net soos sweet swaai ons vel - en sodoende verminder die hoeveelheid energie wat oorbly om die lug warm te maak.
Die effekte van evapotranspirasie kan op twee maniere gekwantifiseer word. Eerstens kan jy die temperatuur van die boomkap, wat is, meet tipies baie koeler as geboude oppervlaktes - slegs 2 ° C tot 3 ° C bo lugtemperatuur. Ongelukkig kan ons nie regtig daarop aanspraak maak dat hierdie temperatuurverskil bewys van afkoelkapasiteit is nie; Blare sal koeler wees as geboude oppervlaktes, selfs al het hulle nie water verloor nie, omdat hulle meer effektief afgekoel word konveksie.
'N beter metode is om die verkoeling effek van 'n boom direk te bereken, deur te meet hoeveel water dit verloor. Jy kan dit doen deur die sap op te vat, of die waterverlies van enkele blare. Hierdie metodes toon dat boomstamme kan oor 60% van die inkomende straling lei tot evapotranspirasie. Selfs 'n klein (4m hoë) Callery-peerboom - 'n algemeen geplantte spesie in Noord-Europa - kan rondom voorsien 6kW van verkoeling: die ekwivalent van twee klein lugversorgingseenhede.
Maar daar is 'n vang: bome voorsien slegs hierdie verkoeling-effek wanneer hulle goed groei. Deur waterverlies van individuele blare te meet, ons het gewys daardie spaarder, stadiger groeiende pruim- en krappiebome het slegs 'n kwart van die verkoelingseffek van die Callery-pere voorsien. Daarbenewens kan die doeltreffendheid van bome aansienlik verminder word as die groeitoestande arm is. Ons het bevind dat die transpirasie van Callery-pere met 'n faktor van vyf verminder kan word, indien die wortels deur gekompakteerde of swak beluchte grond groei. Daar is baie meer navorsing nodig oor die relatiewe prestasie van groot en klein bome, of hulle op strate of in parke geplant word.
Een finale probleem in die uitoefening van die koelkrag van bome is om vas te stel hoeveel 'n gegewe boom se evapotranspirasie daadwerklik die lugtemperatuur sal verminder. Soos so dikwels in die wetenskap is 'n modellerende benadering nodig, met fisici, ingenieurs en bioloë wat saamwerk. Ons moet realistiese bome in gedetailleerde streeks klimaatmodelle plaas, wat die komplekse daaglikse bewegings van lug en energie deur die stad kan naboots. Eers dan kan ons die streeksvoordele van die stedelike woud bepaal en uitwerk hoe om bome te gebruik om ons stede koeler en meer aangename plekke te maak om in te woon.
Roland Ennos, Professor in Biomeganika, Universiteit van Hull. Hy is geïnteresseerd in die manier waarop organismes in wisselwerking met die fisiese wêreld, veral in hul strukturele ingenieurswese. Hy het die meganiese ontwerp van insekvlerke en plantwortelsisteme en die meganiese verdediging van grasse ondersoek, maar het onlangs veral met hout gefassineer.
Jy is hier: Tuis > Sosiale en politieke > omgewing > klimaat > Aanpassing en mitigasie > Hoe kan bome werklik ons ​​stede afkoel?