در شهرهای سراسر جهان، درختان هستند اغلب کاشته شده است برای کمک به کنترل دما و کاهش اثرات "جزیره گرمایی شهری" اما درختان به نام "تهویه مطبوع طبیعت"در عمل، دانشمندان اغلب با نشان دادن خواص خنک کننده خود مشکل دارند.

واضح ترین روش اندازه گیری اثر خنک کننده درخت ها، مقایسه دمای هوا در پارک ها با خیابان های اطراف آن است. اما این روش اغلب مطرح می شود نتایج ناامید کننده: حتی در پارک های بزرگ و برگ، دمای هوا در روز معمولا کمتر از 1 ° C سردتر است از خیابان های خسته کننده، و در شب دما در پارک ها در واقع می تواند بالاتر باشد.

برای توضیح این تناقض، ما باید بیشتر به فیزیک جریان گرما در شهرها و مقیاس اندازه گیری که ما می گیریم بیشتر فکر کنیم.

روزهای سایه دار

از لحاظ نظری، درختان می توانند به دو نوع خنک کننده کمک کنند: با ارائه سایه و از طریق یک فرآیند معروف به تبخیر تعرق. درختان، بیشترین اثر خنک سازی آنها را با سایه زدن فراهم می کنند. چقدر گرم ما احساس می کنیم در درجه حرارت هوا محلی کم است، و بیشتر در مورد میزان تابش الکترومغناطیسی ما که از محیط اطراف ما می گذرد، جذب می شود. تپه ی درخت مانند چتر ساق پا عمل می کند و مسدود می کند تا٪ 90 از تابش خورشید و افزایش میزان گرمایی که ما به محیط اطرافمان از طریق خنک کردن زمین زیر زمین از دست می دهیم.

سایه زمین را خنک می کند رولاند اننو, نویسنده ارائه

به هر حال، سایه ارائه شده توسط درختان می تواند دمای ما معادل فیزیولوژیکی معادل (یعنی اینکه چقدر گرم ما محیط اطراف ما را احساس می کنیم) را بین هفت و 15 ° C، بسته به عرض جغرافیایی ما. بنابراین تعجب آور نیست که در اوایل تابستان، مردم به خنک خوشمزه سایه عرضه شده توسط پارک های لندن، بلوار های پاریس و Plazas مدیترانه می اندیشند.

درختان همچنین می توانند ساختمان ها را خنک کنند - مخصوصا هنگام کاشت در شرق یا غرب - به دلیل اینکه سایه آنها از تابش خورشید از پنجره های نفوذ جلوگیری می کند یا دیواره های خارجی را گرم می کند. آزمایشی تحقیقات و مطالعات مدلسازی در ایالات متحده آمریکا نشان داده است که سایه از درختان می تواند هزینه های تهویه مطبوع خانه های جداگانه را با 20٪ تا 30٪ کاهش دهد.

اما تهویه مطبوع در بعضی از مکان ها رایج تر از دیگران است: برای مثال، در حالی که سه نفر از چهار نفر خانوارهای استرالیا دارای یک سیستم تهویه مطبوع هستند، آنها در شمال اروپا کمترین رایج هستند، و مردم را در معرض آسیب های گرمای شهری قرار می دهند. در طول موج حرارت 2003 اروپایی، وجود داشت 70,000 بیشتر مرگ و میر ثبت شده است، در مقایسه با دوره های مشابه معادل. ما به فوریت نیاز به تحقیقات بیشتر برای پیدا کردن که چه مقدار سایه از درختان می تواند سرد خانه های تراس و بلوک های آپارتمانی، که در آن بسیاری از افراد فقیر کمتری زندگی می کنند.

ضرب و شتم گرما

درختان نیز برای مقابله با یک مشکل بزرگتر استفاده می شود: جزیره گرمایشی شهری. در طول دوره آرامش، آفتاب آفتابی، دمای هوای شهرها می تواند مطرح شود به بالا از حومه اطراف آن تا 7 ° C، به ویژه در شب. در شهرها، سطوح آسفالتی و آجری سخت، تیره تقریبا همه تابش موج کوتاه مدت دریافتی از خورشید را جذب می کند. گرم شدن بین 40 ° C و 60 ° C، و ذخیره انرژی است که سپس در طول شب در هوا پخش می شود، زمانی که می تواند در کانین های خیابانی باریک به دام افتاده باشد.

تبخیر در عمل. رولاند اننو, نویسنده ارائه

درختان شهری می توانند با جلوگیری از تابش قبل از رسیدن به زمین، و استفاده از انرژی برای تبخیر و تعرق، این فرایند را متوقف کنند. تبخیر تعرق زمانی رخ می دهد که پرتوهای خورشید به درختان درختی می رسند، و باعث می شود که آب از برگ ها تبخیر شود. این موجب خنک شدن آنها می شود - درست همانطور که عرق کردن پوست ما را خنک می کند، بنابراین مقدار انرژی که برای گرم کردن هوا پایین می آید را کاهش می دهد.

اثرات تبخیر تعرق را می توان با دو روش اندازه گیری کرد. اول، شما می توانید دمای سایبان درخت را اندازه گیری کنید معمولا خیلی سردتر است از سطوح ساخته شده - فقط 2 ° C تا 3 ° C بالاتر از دمای هوا. متاسفانه، ما واقعا نمیتوانیم ادعا کنیم که این اختلاف دما شواهدی از ظرفیت خنک کننده است؛ برگ های خنک تر از سطوح ساخته شده، حتی اگر آب را از دست ندهند، زیرا آنها به طور موثر تر خنک می شوند انتقال گرما.

یک روش بهتر این است که محاسبه اثر خنک کننده یک درخت به طور مستقیم، با اندازه گیری میزان آب آن را از دست بدهد. شما می توانید این کار را با اندازه گیری جریان ساپرت تا تنه خود و یا از دست دادن آب از برگ های تک انجام دهید. این روش ها نشان می دهد که سایبان های درختی می توانند بیش از 60 درصد تابش ورودی به تبخیر تعرق را هدایت کنند. حتی یک درخت گلابی کوچک (4m high) Callery که یک گونه معمول کاشته شده در شمال اروپا است، می تواند اطراف آن را فراهم کند 6kW خنک کننده: معادل دو واحد کوچک تهویه مطبوع.

اما یک گرفتن وجود دارد: درختان فقط این اثر خنک کننده را هنگامی که آنها به خوبی رشد می کنند را فراهم می کند. با اندازه گیری میزان از دست دادن آب از برگ های فردی، ما نشان دادیم این اسپارسر، لاغر و درختان سیب خرچنگ تنها یک چهارم از تأثیر خنک کننده گلابی قلب را فراهم می کند. علاوه بر این، اگر شرایط رو به رشد ضعیف باشد، اثربخشی درختان می تواند بسیار کاهش یابد. ما دریافتیم که در صورتی که ریشه ها از طریق خاک فشرده شده و یا ضعیف هوادهی رشد می کنند، می توان از طریق گلابی گل سرخ، با پنج بار کاهش یافت. تحقیقات زیادی در رابطه با عملکرد نسبی درختان بزرگ و کوچک، که آیا آنها در خیابان ها یا پارک ها کاشته می شود، مورد نیاز است.

یکی از مشکلات نهایی در کار کردن قدرت خنک کننده درخت ها این است که چگونه مقدار تبخیر تعرق درخت در واقع دمای هوا را کاهش می دهد. همانطور که اغلب در علم، رویکرد مدل سازی مورد نیاز است، با فیزیکدانان، مهندسان و زیست شناسان همکاری می کنند. ما باید درختان واقع گرایانه را به مدل های آب و هوایی دقیق در منطقه عرضه کنیم که می تواند حرکات روزانه هوا و انرژی را از طریق شهر تقلید کند. فقط پس از آن می توانیم مزایای منطقه ای جنگل شهری را تعیین کنیم و از نحوه استفاده از درختان برای ایجاد شهرک های خنک و مکان های دلپذیر تر برای زندگی استفاده کنیم.

درباره نویسنده

رولاند انووس، استاد بیومکانیک، دانشگاه هال. او علاقه مند به راه هایی است که در آن موجودات با دنیای فیزیکی ارتباط برقرار می کنند، به ویژه در مهندسی ساخت و سازشان. او طراحی مکانیکی بال های حشرات و سیستم های ریشه گیاهی و دفاع مکانیکی گیاهان را مورد بررسی قرار داده است، اما اخیرا به خصوص چوب با چوب مجذوب شده است.

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

at InnerSelf Market و آمازون