Làm thế nào cây có thể thực sự làm mát thành phố của chúng tôi xuống?

Làm thế nào cây có thể thực sự làm mát thành phố của chúng tôi xuống?

Ở các thành phố trên thế giới, cây xanh thường trồng để giúp kiểm soát nhiệt độ và giảm thiểu ảnh hưởng của tàuhòn đảo nhiệt đô thịMùi. Nhưng trong khi cây được gọi là Trờiđiều hòa không khíTrong thực tế, các nhà khoa học thường gặp khó khăn trong việc chứng minh tính chất làm mát của chúng.

Cách rõ ràng nhất để đo hiệu quả làm mát của cây sẽ là so sánh nhiệt độ không khí trong công viên với nhiệt độ ở các đường phố gần đó. Nhưng phương pháp này thường đi kèm với kết quả đáng thất vọng: ngay cả trong các công viên lớn, nhiều lá, nhiệt độ không khí ban ngày thường thấp hơn so với 1 ° C so với đường phố ngột ngạt và vào ban đêm, nhiệt độ trong công viên thực sự có thể cao hơn.

Để giải thích mâu thuẫn này, chúng ta cần suy nghĩ rõ hơn về vật lý của các dòng nhiệt trong các thành phố của chúng ta và quy mô của các phép đo mà chúng ta đang thực hiện.

Ngày râm mát

Về mặt lý thuyết, cây xanh có thể giúp làm mát theo hai cách: bằng cách cung cấp bóng râm và thông qua một quá trình được gọi là thoát hơi nước. Tại địa phương, cây cung cấp hầu hết các hiệu ứng làm mát của chúng bằng cách che bóng. Chúng ta cảm thấy ấm đến mức nào thực sự phụ thuộc ít hơn vào nhiệt độ không khí cục bộ, và nhiều hơn vào lượng bức xạ điện từ mà chúng ta phát ra và hấp thụ từ môi trường xung quanh. Tán cây hoạt động như cây dù, ngăn chặn lên đến 90% về bức xạ của mặt trời và tăng lượng nhiệt mà chúng ta mất cho môi trường xung quanh bằng cách làm mát mặt đất bên dưới chúng ta.


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Làm thế nào cây có thể thực sự làm mát thành phố của chúng tôi xuống? Bóng mát làm mát mặt đất. Roland Ennos, tác giả cung cấp

Nhìn chung, bóng mát do cây cung cấp có thể làm giảm nhiệt độ tương đương sinh lý của chúng ta (nghĩa là chúng ta cảm thấy môi trường xung quanh ấm đến mức nào) ở giữa bảy và 15 ° C, tùy thuộc vào vĩ độ của chúng tôi. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi vào mùa hè, mọi người đổ về sự mát mẻ tuyệt vời của bóng râm được cung cấp bởi các công viên Luân Đôn, đại lộ Paris và quảng trường Địa Trung Hải.

Cây xanh cũng có thể hạ nhiệt các tòa nhà - đặc biệt là khi được trồng ở phía đông hoặc phía tây - vì bóng râm của chúng ngăn bức xạ mặt trời xuyên qua các cửa sổ, hoặc làm nóng các bức tường bên ngoài. Thử nghiệm điều tra và nghiên cứu mô hình ở Hoa Kỳ đã chỉ ra rằng bóng mát từ cây có thể làm giảm chi phí điều hòa không khí của những ngôi nhà biệt lập xuống 20% đến 30%.

Nhưng điều hòa không khí phổ biến ở một số nơi hơn ở những nơi khác: ví dụ, trong khi ba trong số bốn Các hộ gia đình Úc có máy điều hòa không khí, chúng ít phổ biến hơn ở Bắc Âu, khiến dân số ở đó dễ bị tổn thương hơn bởi tác hại của nhiệt độ đô thị. Trong đợt sóng nhiệt châu Âu 2003, đã có Nhiều ca tử vong được ghi nhận, so với thời kỳ mát mẻ tương đương. Chúng tôi rất cần nghiên cứu thêm để tìm ra bao nhiêu bóng mát từ cây cối có thể hạ nhiệt các ngôi nhà bậc thang và các khu chung cư, nơi có rất nhiều người sống tốt.

Đánh bại cái nóng

Cây xanh cũng có thể được sử dụng để giải quyết một vấn đề lớn hơn: hòn đảo nhiệt đô thị. Trong thời gian bình tĩnh, thời tiết nắng, nhiệt độ không khí của các thành phố có thể được nâng lên cao hơn vùng nông thôn xung quanh lên tới 7 ° C, đặc biệt là vào ban đêm. Ở các thành phố, bề mặt gạch và nhựa cứng, tối màu hấp thụ gần như tất cả các bức xạ sóng ngắn đến từ mặt trời, làm nóng lên đến giữa 40 ° C và 60 ° C, và lưu trữ năng lượng sau đó được giải phóng vào không khí vào ban đêm, khi nó có thể bị mắc kẹt trong các hẻm núi hẹp.

Làm thế nào cây có thể thực sự làm mát thành phố của chúng tôi xuống? Sự thoát hơi nước trong hành động. Roland Ennos, tác giả cung cấp

Cây xanh đô thị có thể chống lại quá trình này bằng cách chặn bức xạ trước khi nó chạm tới mặt đất và sử dụng năng lượng để thoát hơi nước. Sự thoát hơi nước xảy ra khi các tia mặt trời chiếu vào tán cây, khiến nước bốc hơi khỏi lá. Điều này làm mát chúng xuống - giống như mồ hôi làm mát làn da của chúng ta - do đó làm giảm lượng năng lượng còn lại để làm ấm không khí.

Những ảnh hưởng của sự thoát hơi nước có thể được định lượng theo hai cách. Đầu tiên, bạn có thể đo nhiệt độ của tán cây, đó là thường mát hơn nhiều so với các bề mặt được xây dựng - chỉ có 2 ° C đến 3 ° C so với nhiệt độ không khí. Thật không may, chúng tôi thực sự không thể tuyên bố rằng sự chênh lệch nhiệt độ này là bằng chứng về khả năng làm mát; lá sẽ mát hơn bề mặt được xây dựng ngay cả khi chúng không bị mất nước, bởi vì chúng được làm mát hiệu quả hơn bằng cách đối lưu.

Một phương pháp tốt hơn là tính trực tiếp hiệu quả làm mát của cây, bằng cách đo lượng nước bị mất. Bạn có thể làm điều này bằng cách đo nhựa chảy lên thân cây hoặc mất nước từ những chiếc lá đơn. Các phương pháp này cho thấy tán cây có thể chuyển hướng qua 60% lượng bức xạ tới để thoát hơi nước. Ngay cả một cây lê Callery nhỏ (cao 4m) - một loài thường được trồng ở Bắc Âu - có thể cung cấp xung quanh 6kW làm mát: tương đương với hai đơn vị điều hòa không khí nhỏ.

Nhưng có một nhược điểm: cây chỉ cung cấp hiệu ứng làm mát này khi chúng đang phát triển tốt. Bằng cách đo lượng nước mất từ ​​từng lá, Chúng tôi đã cho thấy rằng sparser, mận và cua táo phát triển chậm hơn chỉ cung cấp một phần tư hiệu quả làm mát của lê Callery. Hơn nữa, hiệu quả của cây có thể giảm đi rất nhiều nếu điều kiện trồng trọt kém. Chúng tôi thấy rằng sự thoát hơi nước của quả lê Callery có thể giảm đi 5 lần, nếu rễ phát triển qua đất được nén chặt hoặc không khí. Cần nhiều nghiên cứu hơn về hiệu suất tương đối của cây lớn và nhỏ, cho dù chúng được trồng trên đường phố hay trong công viên.

Một khó khăn cuối cùng trong việc tìm ra sức mạnh làm mát của cây là xác định lượng bốc hơi của một cây nhất định sẽ thực sự làm giảm nhiệt độ không khí. Như thường thấy trong khoa học, một phương pháp mô hình hóa là cần thiết, với các nhà vật lý, kỹ sư và nhà sinh học làm việc cùng nhau. Chúng ta cần đưa cây thực tế vào các mô hình khí hậu khu vực chi tiết, có thể bắt chước các chuyển động phức tạp hàng ngày của không khí và năng lượng trong thành phố. Chỉ sau đó chúng ta mới có thể xác định lợi ích khu vực của rừng đô thị và tìm ra cách sử dụng cây xanh để làm cho thành phố của chúng ta mát mẻ hơn và những nơi dễ chịu hơn để sống.

Giới thiệu về Tác giả

ennos rolandRoland Ennos, Giáo sư cơ sinh học, Đại học Hull. Ông quan tâm đến cách thức mà các sinh vật tương tác với thế giới vật lý, đặc biệt là trong kỹ thuật cấu trúc của chúng. Ông đã nghiên cứu thiết kế cơ học của cánh côn trùng và hệ thống rễ cây và hệ thống phòng thủ cơ học của cỏ, nhưng gần đây đã trở nên đặc biệt mê mẩn gỗ.

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = khí hậu; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}

ĐỌC MOST