ในเมืองต่างๆทั่วโลกมีต้นไม้มากมาย มักปลูก เพื่อช่วยควบคุมอุณหภูมิและลดผลกระทบของ“ปรากฏการณ์เกาะความร้อน” แต่ในขณะที่ต้นไม้ถูกเรียกว่า“เครื่องปรับอากาศของธรรมชาติในทางปฏิบัตินักวิทยาศาสตร์มักมีปัญหาในการแสดงคุณสมบัติการทำความเย็น

วิธีที่ชัดเจนที่สุดในการวัดความเย็นของต้นไม้คือการเปรียบเทียบอุณหภูมิอากาศในสวนสาธารณะกับที่ใกล้ถนน แต่วิธีนี้มักจะเกิดขึ้นกับ ผลลัพธ์ที่น่าผิดหวังแม้ในสวนสาธารณะขนาดใหญ่ที่มีใบไม้อุณหภูมิของอากาศตอนกลางวันมักจะน้อยกว่า 1 ° C ที่เย็นกว่าบนถนนที่อับและในเวลากลางคืนอุณหภูมิในสวนสาธารณะจะสูงขึ้น

เพื่ออธิบายความขัดแย้งนี้เราต้องคิดให้ชัดเจนยิ่งขึ้นเกี่ยวกับฟิสิกส์ของการไหลของความร้อนในเมืองของเราและขนาดของการวัดที่เรากำลังทำ

วันที่ร่มรื่น

ในทางทฤษฎีต้นไม้สามารถช่วยให้ความเย็นในสองวิธี: โดยให้ร่มเงาและผ่านกระบวนการที่เรียกว่า evapotranspiration ต้นไม้ให้ผลการระบายความร้อนส่วนใหญ่โดยการแรเงา จริง ๆ แล้วเรารู้สึกอบอุ่นเพียงใดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศในท้องถิ่นและอื่น ๆ เกี่ยวกับปริมาณรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เราปล่อยออกมาและดูดซับจากสภาพแวดล้อมของเรา กระแชงของต้นไม้ทำหน้าที่เหมือนร่มกันแดดปิดกั้น ถึง 90% จากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์และการเพิ่มปริมาณความร้อนที่เราสูญเสียไปสู่สภาพแวดล้อมโดยการทำให้พื้นดินเย็นลงใต้เรา

ร่มเงาทำให้พื้นเย็นลง Roland Ennos, ผู้เขียนให้ไว้

จากทั้งหมดร่มเงาของต้นไม้สามารถลดอุณหภูมิที่เท่ากันทางสรีรวิทยา (นั่นคือความอบอุ่นที่เรารู้สึกถึงสภาพแวดล้อมของเรา) โดยระหว่าง เจ็ดและ 15 ° Cขึ้นอยู่กับละติจูดของเรา ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ในช่วงฤดูร้อนผู้คนจะมาสัมผัสกับความเย็นฉ่ำของร่มเงาที่จัดไว้ให้โดยสวนสาธารณะในลอนดอนถนนในกรุงปารีสและพลาซ่าเมดิเตอร์เรเนียน

ต้นไม้ยังสามารถทำให้อาคารเย็นลงโดยเฉพาะเมื่อปลูกไปทางทิศตะวันออกหรือทิศตะวันตกเนื่องจากร่มเงาป้องกันรังสีดวงอาทิตย์จากการเจาะหน้าต่างหรือทำให้ผนังด้านนอกร้อนขึ้น การทดลอง การตรวจสอบและการศึกษาแบบจำลอง ในสหรัฐอเมริกาได้แสดงให้เห็นว่าร่มเงาจากต้นไม้สามารถลดต้นทุนการปรับอากาศของบ้านเดี่ยวได้ 20% เป็น 30%

แต่ในบางแห่งการปรับอากาศมีมากกว่าในที่อื่น ๆ เช่นในขณะที่ สามในสี่ ครัวเรือนของออสเตรเลียมีเครื่องปรับอากาศพวกเขาพบได้ทั่วไปน้อยลงในยุโรปเหนือทำให้ประชากรมีความเสี่ยงต่ออันตรายจากความร้อนในเมืองมากขึ้น ในช่วงคลื่นความร้อน 2003 ยุโรปมี 70,000 บันทึกการเสียชีวิตเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับช่วงเวลาเย็นที่เท่าเทียมกัน เราต้องการการวิจัยเพิ่มเติมอย่างเร่งด่วนเพื่อค้นหาว่าร่มเงาจากต้นไม้สามารถทำให้บ้านระเบียงและอพาร์ทเมนท์เย็นลงได้อย่างไร

เอาชนะความร้อน

ต้นไม้ยังสามารถใช้เพื่อจัดการกับปัญหาที่ใหญ่กว่า: เกาะความร้อนในเมือง ในช่วงที่อากาศสงบมีแดดอุณหภูมิอากาศของเมือง สามารถยก เหนือชนบทโดยรอบสูงถึง 7 ° C โดยเฉพาะในตอนกลางคืน ในเมืองพื้นผิวแอสฟัลต์ที่แข็งและมืดและอิฐดูดซับรังสีคลื่นสั้นที่เข้ามาเกือบทั้งหมดจากดวงอาทิตย์ ร้อนขึ้น ถึงระหว่าง 40 ° C และ 60 ° C และเก็บพลังงานซึ่งจะถูกปล่อยขึ้นไปในอากาศในช่วงเวลากลางคืนเมื่อมันถูกขังอยู่ในหุบเขาแคบ ๆ

ใช้งาน Evapotranspiration Roland Ennos, ผู้เขียนให้ไว้

ต้นไม้ในเขตเมืองสามารถตอบโต้กระบวนการนี้ได้โดยการสกัดกั้นการแผ่รังสีก่อนที่มันจะถึงพื้นดินและใช้พลังงานในการคายระเหย การคายระเหยเกิดขึ้นเมื่อรังสีของดวงอาทิตย์กระทบกับหลังคาต้นไม้ทำให้น้ำระเหยจากใบไม้ สิ่งนี้จะทำให้มันเย็นลง - เช่นเดียวกับเหงื่อที่ทำให้ผิวหนังของเราเย็นลง - ซึ่งเป็นการลดปริมาณพลังงานที่เหลือเพื่อให้อากาศอุ่น

ผลของการคายระเหยสามารถวัดปริมาณได้สองวิธี ก่อนอื่นคุณสามารถวัดอุณหภูมิหลังคาต้นไม้ซึ่งก็คือ มักจะเย็นกว่ามาก กว่าพื้นผิวที่สร้างขึ้น - เฉพาะ 2 ° C ถึง 3 ° C เหนืออุณหภูมิอากาศ น่าเสียดายที่เราไม่สามารถอ้างได้ว่าความแตกต่างของอุณหภูมินี้เป็นหลักฐานของความสามารถในการทำความเย็น ใบจะเย็นกว่าพื้นผิวที่สร้างขึ้นแม้ว่าพวกเขาจะไม่สูญเสียน้ำเพราะพวกเขาจะเย็นลงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดย การพาความร้อน.

วิธีที่ดีกว่าคือการคำนวณผลการทำความเย็นของต้นไม้โดยตรงโดยการวัดปริมาณน้ำที่สูญเสียไป คุณสามารถทำได้โดยการวัดการไหลของน้ำนมของลำต้นหรือการสูญเสียน้ำจากใบเดี่ยว วิธีการเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าหลังคาต้นไม้สามารถเบี่ยงเบน 60% ของการแผ่รังสีที่เข้ามาสู่การคายระเหยได้ แม้แต่ต้นลูกแพร์ Callery ลูกแพร์ที่มีขนาดเล็ก (4m สูง) ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่ปลูกกันทั่วไปในยุโรปเหนือสามารถให้ได้ 6kW ของการระบายความร้อน: เทียบเท่าเครื่องปรับอากาศขนาดเล็กสองเครื่อง

แต่มีการจับ: ต้นไม้ให้ผลเย็นนี้เมื่อพวกเขาเติบโตได้ดี โดยการวัดการสูญเสียน้ำจากใบบุคคล เราแสดงให้เห็นว่า ตัวแจงนับพลัมที่โตช้ากว่าและต้นแอปเปิลปูนั้นให้ผลเพียงหนึ่งในสี่ของผลการเย็นของลูกแพร์คัลเลอรี่ ยิ่งไปกว่านั้นประสิทธิภาพของต้นไม้จะลดลงอย่างมากหากสภาพการเจริญเติบโตไม่ดี เราพบว่าการคายลูกแพร์ของคัลเลอรีสามารถลดลงได้ถึงห้าเท่าหากรากเติบโตผ่านดินที่มีอากาศอัดแน่นหรือมีอากาศไม่ดี จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับประสิทธิภาพที่สัมพันธ์กันของต้นไม้ขนาดใหญ่และขนาดเล็กไม่ว่าจะปลูกบนถนนหรือในสวนสาธารณะ

ความยากลำบากประการสุดท้ายในการหาพลังความเย็นของต้นไม้คือการพิจารณาว่าการคายระเหยของต้นไม้ที่กำหนดจะลดอุณหภูมิของอากาศ บ่อยครั้งในด้านวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องมีวิธีการสร้างแบบจำลองโดยมีนักฟิสิกส์วิศวกรและนักชีววิทยาทำงานร่วมกัน เราจำเป็นต้องใส่ต้นไม้ที่เหมือนจริงลงในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศในภูมิภาคที่มีรายละเอียดซึ่งสามารถเลียนแบบการเคลื่อนไหวของอากาศและพลังงานที่ซับซ้อนผ่านทางเมืองทุกวัน จากนั้นเราจึงสามารถพิจารณาผลประโยชน์ในระดับภูมิภาคของป่าในเมืองและหาวิธีใช้ต้นไม้เพื่อทำให้เมืองของเราเย็นลงและเป็นสถานที่ที่น่าอยู่มากขึ้น

เกี่ยวกับผู้เขียน

Roland Ennos ศาสตราจารย์ด้านชีวกลศาสตร์ มหาวิทยาลัยฮัลล์ เขาสนใจวิธีที่สิ่งมีชีวิตโต้ตอบกับโลกทางกายภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านวิศวกรรมโครงสร้าง เขาได้ตรวจสอบการออกแบบกลไกของปีกแมลงและระบบรากพืชและการป้องกันทางกลของหญ้า แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้กลายเป็นที่หลงใหลในไม้เป็นพิเศษ

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน