در شهرهای سراسر جهان، درختان اغلب کاشته شده برای کمک به کنترل دما و کاهش اثرات "جزیره گرمایی شهریاما در حالی که درختان نامیده شدهاند "تهویه مطبوع طبیعت«در عمل، دانشمندان اغلب در نشان دادن خواص خنککنندگی آنها مشکل دارند.»
واضحترین راه برای اندازهگیری اثر خنککنندگی درختان، مقایسه دمای هوا در پارکها با دمای خیابانهای اطراف است. اما این روش اغلب با ... نتایج ناامید کنندهحتی در پارکهای بزرگ و سرسبز، دمای هوا در طول روز معمولاً کمتر از ۱ درجه سانتیگراد خنکتر از خیابانهای گرفته و خفه است و در شب دمای پارکها میتواند در واقع بالاتر باشد.
برای توضیح این تناقض، باید با دقت بیشتری در مورد فیزیک جریانهای گرما در شهرهایمان و مقیاس اندازهگیریهایی که انجام میدهیم، فکر کنیم.
روزهای سایهدار
از لحاظ تئوری، درختان میتوانند از دو طریق به خنکسازی کمک کنند: با ایجاد سایه و از طریق فرآیندی که به عنوان تبخیر و تعرق شناخته میشود. در سطح محلی، درختان بیشتر اثر خنککنندگی خود را با سایهاندازی ایجاد میکنند. در واقع، میزان گرمایی که احساس میکنیم کمتر به دمای هوای محلی و بیشتر به میزان تابش الکترومغناطیسی که به محیط اطراف خود ساطع و از آن جذب میکنیم بستگی دارد. تاج درخت مانند یک چتر عمل میکند و مانع از ورود امواج الکترومغناطیسی میشود. تا٪ 90 از تابش خورشید، و افزایش میزان گرمایی که ما با خنک شدن زمین زیر پایمان به محیط اطرافمان از دست میدهیم.
سایه، زمین را خنک میکند. رولاند اننو, نویسنده ارائه
در مجموع، سایهای که درختان ایجاد میکنند میتواند دمای معادل فیزیولوژیکی ما (یعنی میزان گرمی که محیط اطراف خود را احساس میکنیم) را بین ... کاهش دهد. هفت و ۱۵ درجه سانتیگرادبسته به عرض جغرافیایی ما. بنابراین جای تعجب نیست که در اوج تابستان، مردم به خنکای دلپذیر سایهای که پارکهای لندن، بلوارهای پاریس و میدانهای مدیترانهای فراهم میکنند، هجوم میآورند.
درختان همچنین میتوانند ساختمانها را خنک کنند - به خصوص وقتی که در شرق یا غرب کاشته شوند - زیرا سایه آنها مانع از نفوذ تابش خورشید به پنجرهها یا گرم شدن دیوارهای خارجی میشود. آزمایشی مطالعات و مدلسازیهای تحقیقاتی در ایالات متحده آمریکا نشان داده شده است که سایه درختان میتواند هزینههای تهویه مطبوع خانههای ویلایی را 20 تا 30 درصد کاهش دهد.
اما تهویه مطبوع در بعضی جاها رایجتر از جاهای دیگر است: برای مثال، در حالی که سه از چهار خانوارهای استرالیایی کولر گازی دارند، در حالی که این وسیله در شمال اروپا بسیار کمتر رایج است و همین امر باعث میشود جمعیت آنجا در برابر آسیبهای گرمای شهری آسیبپذیرتر باشند. در طول موج گرمای اروپا در سال ۲۰۰۳، ۷۰ هزار مورد مرگ دیگر ثبت شددر مقایسه با دورههای خنک معادل. ما فوراً به تحقیقات بیشتری نیاز داریم تا دریابیم که سایه درختان چقدر میتواند خانههای تراسدار و بلوکهای آپارتمانی را که بسیاری از افراد کمدرآمد در آن زندگی میکنند، خنک کند.
غلبه بر گرما
درختان همچنین میتوانند برای مقابله با یک مشکل بزرگتر مورد استفاده قرار گیرند: جزیره گرمایی شهری. در دورههای آرام و آفتابی، دمای هوای شهرها میتوان مطرح کرد تا ۷ درجه سانتیگراد بالاتر از حومه اطراف، به خصوص در شب. در شهرها، سطوح سخت و تیره آسفالت و آجر تقریباً تمام تابش موج کوتاه دریافتی از خورشید را جذب میکنند، گرم شدن بین ۴۰ تا ۶۰ درجه سانتیگراد نگه میدارد و انرژی را ذخیره میکند که سپس در سکوت شب در هوا آزاد میشود، زمانی که میتواند در درههای باریک خیابانها به دام بیفتد.
تبخیر و تعرق در عمل. رولاند اننو, نویسنده ارائه
درختان شهری میتوانند با جلوگیری از رسیدن تابش به زمین و استفاده از انرژی آن برای تبخیر و تعرق، با این فرآیند مقابله کنند. تبخیر و تعرق زمانی رخ میدهد که پرتوهای خورشید به تاج درختان برخورد میکنند و باعث تبخیر آب از برگها میشوند. این کار آنها را خنک میکند - درست همانطور که تعریق پوست ما را خنک میکند - در نتیجه میزان انرژی باقی مانده برای گرم کردن هوا را کاهش میدهد.
اثرات تبخیر و تعرق را میتوان به دو روش کمّی کرد. اول، میتوانید دمای تاج درخت را اندازهگیری کنید، که ... معمولاً خیلی خنکتر نسبت به سطوح ساخته شده - فقط ۲ تا ۳ درجه سانتیگراد بالاتر از دمای هوا. متأسفانه، ما واقعاً نمیتوانیم ادعا کنیم که این اختلاف دما، گواهی بر ظرفیت خنککنندگی است؛ برگها حتی اگر آب از دست نمیدادند، خنکتر از سطوح ساخته شده بودند، زیرا آنها به طور مؤثرتری خنک میشوند. انتقال گرما.
یک روش بهتر، محاسبه مستقیم اثر خنککنندگی یک درخت، با اندازهگیری میزان آبی که از دست میدهد، است. میتوانید این کار را با اندازهگیری جریان شیره درخت به سمت تنه آن یا میزان آب از دست رفته از برگهای منفرد انجام دهید. این روشها نشان میدهند که سایبان درختان میتوانند بیش از ۶۰٪ از تابش ورودی را به تبخیر و تعرق هدایت کنند. حتی یک درخت گلابی کوچک (با ارتفاع ۴ متر) - گونهای که معمولاً در شمال اروپا کاشته میشود - میتواند حدود ... ۶ کیلووات توان خنککنندهمعادل دو واحد تهویه مطبوع کوچک.
اما یک نکته وجود دارد: درختان فقط زمانی این اثر خنککنندگی را ایجاد میکنند که به خوبی رشد کنند. با اندازهگیری میزان آب از دست رفته از برگهای منفرد، ما نشان دادیم درختان آلو و سیب خرچنگی که رشد کندتری دارند و کمپشتتر هستند، تنها یک چهارم اثر خنککنندگی گلابیهای کالری را ایجاد میکنند. علاوه بر این، اگر شرایط رشد نامناسب باشد، اثربخشی درختان میتواند تا حد زیادی کاهش یابد. ما دریافتیم که اگر ریشهها در خاک فشرده یا با تهویه ضعیف رشد کنند، تعرق گلابیهای کالری میتواند تا پنج برابر کاهش یابد. تحقیقات بیشتری در مورد عملکرد نسبی درختان بزرگ و کوچک، چه در خیابانها و چه در پارکها، مورد نیاز است.
یکی از مشکلات نهایی در محاسبه قدرت خنککنندگی درختان، تعیین میزان تبخیر و تعرق یک درخت معین است که در واقع دمای هوا را کاهش میدهد. همانطور که اغلب در علم اتفاق میافتد، به یک رویکرد مدلسازی نیاز است که فیزیکدانان، مهندسان و زیستشناسان با هم همکاری کنند. ما باید درختان واقعبینانه را در مدلهای اقلیمی منطقهای دقیقی قرار دهیم که بتوانند حرکات پیچیده روزانه هوا و انرژی را در شهر شبیهسازی کنند. تنها در این صورت میتوانیم مزایای منطقهای جنگل شهری را تعیین کنیم و نحوه استفاده از درختان را برای خنکتر و دلپذیرتر کردن شهرهایمان برای زندگی بررسی کنیم.
درباره نویسنده
رولند انوس، استاد بیومکانیک، دانشگاه هال. او به روشهای تعامل موجودات زنده با دنیای فیزیکی، به ویژه در مهندسی سازه آنها، علاقهمند است. او طراحی مکانیکی بال حشرات و سیستمهای ریشه گیاهان و دفاع مکانیکی علفها را بررسی کرده است، اما اخیراً به طور خاص مجذوب چوب شده است.
این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.
کتابهای مرتبط
{amazonWS:searchindex=کتابها؛کلمات کلیدی=راهکارهای اقلیمی؛حداکثرنتایج=۳}
