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给城市降温,需要种多少棵树?

新华网 2019-07-08 10:45:50

每年夏天,世界各地的空调都会开足马力,对抗不断攀升的气温。人们早就认识到,城市有自己的“小气候?#20445;?#36890;常比周围的农村地区更温暖,这就是“城市热岛效应”。

城市规划者们正在寻找减轻“城市热岛效应”的方法,其中一种就是种树。图片来源:摄图网

城市规划者们正在寻找减轻“城市热岛效应”的方法,其中一种就是种树。图片来源:摄图网

全球变暖使地球温度升高,“城市热岛效应”变得越来越严重。城市规划者们正在寻找减轻“城市热岛效应”的方法,其中一种就是种树。

那么问题来了,?#38477;?#38656;要多少棵树,才能让一个街区的日间气温骤降,并在夜间保持凉爽?你可能会说:?#27604;?#36234;多越好。不过,对城市规划师而言,?#39029;?#36825;个问题的精确答案相当重要。

威斯康辛大学麦迪逊?#20013;?#30340;研究人员对麦迪逊市不同树木覆盖度街区进行了温度测试,测量分析结果发现:一个城市街区至少需要40%的树木覆盖率,这样才会有明显的温差。这项研究结果发表在近日的《美国国家科学院院刊?#32602;≒NAS)上。

绿色遮阳伞

树木被称为“大自然的空调?#20445;?#22312;世界各地的城市,人们经常种植树木来帮助控制温度,减轻“城市热岛效应”的影响。大树底下好乘凉,城市树木的树冠就像一把遮阳伞,可以在太阳辐射到达地面之前将拦截大部?#22336;?#23556;热,最高拦截率可能高达90%,而当阳光照射到树冠上,水分会从树叶上蒸发达到冷却的效果,这和汗水蒸发冷却我们皮肤是一个?#35272;懟?/p>

树木?#37096;?#20197;使建筑物降温,尤其是当树木种植在建筑东面或西面?#20445;?#26641;木的阴影可以防止太阳辐射穿透窗户或加热外墙。有研究称,树荫可以将独立式住宅的空调成本降低20%到30%。另一方面,我们感觉有多“温暖”并不完全取决于当地的气温,同时也取决于我们向周围环境吸收和发射了多少电磁辐射。

威斯康辛大学麦迪逊?#20013;?#30340;研究人员发现,在城市街区,至少需要40%的树冠覆盖来抵消沥青的变暖效应。覆盖范围扩大显然会带来更多的降温效应,但即便是在不到一半的街道被遮挡的情况下,城市也能看到实际的?#20040;Α?/p>

?#27604;唬?#36825;只是一个整体数字。树木的降温效果与不透水地面的面积也有关。一般在路面四?#31181;?#19977;区域有树荫遮挡?#20445;?#38477;温可以超过2.5℃,但在以沥青为主的街区,大多只能减少0.5~1.0°C。

从可操作性来讲,大多数城市的规划者不太可能大规模拆除沥青路面,所以增加树木覆盖面积可能是一个城市降温的良选。另外,在城市的街区公园或绿化带,草木结合效果可能更好。虽然道路、人行道和建筑物白天吸收热量,晚上释放热量,但是相当数量的灌木和草坪可以遮挡这些表面的阳光。慕尼黑工业大学的科学家发现,由于树木的存在,周围的土壤更加湿润,草通过水分蒸发散发额外的热量,从而降低了地面附近的温度。

树木是城市的福音

联合国发布的《2018年版世界城镇化展望》中指出,目前世界上有55%的人口居住在城市地区,到2050年,这一比例预计将增加到68%。虽然这些人经常依靠城市外部的自然资源来获得食物和娱乐,但城市内部的自然资源可以通过城市森林的形式为城市?#29992;?#25552;供巨大的“福利”。城市森林包括?#29992;?#21518;院的一棵树、街道两旁的一排树或公园里的一片林区,将这些区域与其他树木连接起来,扩大了城市森林的规模。

《生态模型?#32602;‥cological modeling)上发表的一项研究中称,在大城市中多种植20%的树木,将使城市森林的效益翻番,如减少污染、增加碳封存和减少能源浪?#36873;?#36825;项由意大利那不勒斯帕特诺普大学开展的研究报告称,城市规划者、?#29992;?#21644;其他利益攸关方应?#27599;?#22987;在城市内部寻找自然资源,并通过种植更多的树木来保护城市地区的自然环境。

研究小组?#28010;?#20102;五大洲1000个大城市目前的树木覆盖率,研究了城市森林能通过消除空气污染、节约能源和提供食物,给人类带来每年超过5亿美元的潜在价值。同时他们也惊奇地发现,每座城市都有潜力再增加20%的森林冠层覆盖率。

城市天气的好坏也被认为与城市森林覆盖率有关联。

另一项有意思的研究发现,即使是一棵城市树木,也能帮助减缓风速,让行人在街上行走时感到舒适。而失去哪怕是一棵树木,也会增加附近建筑物的风压,并推高采暖成本。研究人员利用计算机模拟来确定不同的场景——没有树、光?#21644;?#30340;树和满是树叶的树,分别如何影响单个街道和房屋周围的气流和热量模式。

结果发现,把所有的树都?#36710;?#21487;以使风速增加两倍,这将对走在街上的人产生明显影响。例如,15公里/小时的风速是令人舒爽的,而变成30公里/小时就没那么轻松了。

移除建筑周围所有的树木会使建筑在冬季采暖耗能增加10%,夏季空调耗能增加15%。研究人员将模拟的场景与10年来从温哥华附近一座30米高的研究塔中测?#24247;降?#25968;据进行了比较,结果发现,即使是在冬天,光?#21644;?#30340;树木也能调节气流和风压,营造更舒适的环境。

前人种树后人乘凉

?#27604;唬?#26641;木给人类带来的?#20040;?#19981;止于此。它们提供凉爽的树荫,阻挡寒冷的冬季风,吸引鸟类和野生动物,净化空气,防止土壤侵蚀,清洁水源,同时也为我们的家园和社区增添一抹风景。在正确的地方种植正确的树木可?#36234;?#32422;能源,既可以减少能源账单,同时又有助于对抗全球变暖。

2019年2月12日,美国国家航空航天局(NASA)发了一条令人振奋的推特?#21512;?#27604;20年前,世界变得更“绿”了。根据卫星显示,中国和印度在其中起到了主导作用。地球现在每年新增绿化面积超过200万平方英里,与本世纪初相比增长了5%,相当于多出了一个亚马孙雨林的覆盖面积。中国和印度两个人口大国,正在通过植树造林和发展农业引领着地球的绿化。

这些“绿色面膜”的增加,未来或许能为人们带来更加凉爽的夏日。希望通过科学家们后续的不断研究,为人类减缓地球升温的步伐提供更多的方法。(来源?#27735;?#20247;号“我是科学家?#20445;?#20316;者:祝叶华)

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