Учени изчисляват какъв е приносът на дърветата за намаляване на горещините в големите градове

В разгара на лятото всеки жител на голям град търси сенките, за да се спаси от жегата. Ново проучване има за цел да изчисли до каква степен сенчестите места помагат за понижаване на температурите и намаляване топлинния ефект в урбанизираните райони.

Екипът разработва сложен дигитален 3D разрез на град Кълъмбъс и пресмята доколко сенките от сградите и дърветата се отразяват на температурата на земната повърхност в продължение на един час.

Жан-Мишел Гулдман, съавтор на проучването и почетен професор по градско и регионално планиране в държавния университет на Охайо, допълва: „Информацията ще ни помогне да изготвим насоки за озеленяване и планиране при залесяване в градска среда. Освен това ще можем по-лесно да определим местата на новостроящите се сгради и пътища. Само така ще понижим температурите по улиците и в кварталите.“

По-рано учените провеждат еднодневна симулация в един от жилищните райони на Кълъмбъс. Резултатите от нея разкриват, че ако засадените млади дръвчета бяха пораснали и с 20 в повече, температурата на въздуха от около 34°С би спаднала до 31°С.

Гулдман работи съвместно с Южин Парк, който е асистент по градско планиране в Южнокорейския университет „Chung-Ang“, и Дешенг Лиу, професор по география към университета на Охайо. Резултатите от изследването им са публикувани в списание „Computers, Environment and Urban Systems“.

Сградите абсорбират повече топлина от слънцето

Топлинният ефект в градовете* се дължи на способността на сградите и пътищата да абсорбират повече топлина от слънцето, отколкото крайградските райони. След това те я освобождават и така водят до повишаване на градусите в градовете.

По данни от наскоро проведено проучване в 60 американски града температурата е с няколко градуса по-висока, отколкото в предградията. Кълъмбъс е един от десетте, в които топлинният ефект през лятото е най-силно изразен.

Триизмерен модел на града – разработване и функции

За настоящото си изследване Гулдман и колегите му избират зона в северен Кълъмбъс, с площ близо 36 км2, която е гъсто заселена и застроена с жилищни сгради, търговски и бизнес комплекси, индустриални обекти, паркове за отдих и други. В обхвата на изчисленията им попадат над 25 000 постройки.

Изследователският екип създава 3D модел с помощта на двуизмерни карти на Кълъмбъс, и данни, получени чрез LiDAR измерване на далечни разстояния с лазер. Лазерният сензор успява да разпознае формите на различните обекти, дори когато се снима от самолет. Полученият триизмерен модел разкрива височината, ширината и диаметъра на всяка сграда и дърво.

Вторият етап от експеримента включва изчисляване с компютърен софтуер на сянката, която хвърля всяка отделна постройка или дърво в продължение на 1 час между 11 ч. и 12 ч. на обяд на 14.09.2015 г.

В същото време учените събират данни за температурата на земната повърхност в горепосочения часови диапазон. За целта те разчитат на сателит на НАСА, който измерва градусите с топлинни инфрачервени сензори. Отчетената стойност е 39,7°С.

В края на проучването експертите извършват статистически анализ, с който да определят възможно най-прецизно какъв е ефектът от сенките на сградите и дърветата върху температурата на земната повърхност на тази дата.

Сенките върху покривите на сградите значително понижават температурата

Резултатите затвърждават очакванията. Сградите наистина затоплят повече района, но от друга страна сенките, които правят, имат сериозен охлаждащ ефект, особено ако падат върху покривите на съседните постройки.

Статистическият модел изчислява с голяма точност както положителните, така и негативните ефекти. Оказва се, че 1% увеличение на площта на дадена сграда води до повишаване на температурата на земната повърхност от 2,6% до 3%.

Когато увеличението от 1% касае засенчените покривни конструкции, температурите спадат с 0,13% и 0,31%.

Сянката над пътищата и паркингите също допринася значително за понижаването на температурата.

Заключението на Гулдман и колегите му е, че горещините, характерни за градската среда, могат да бъдат ограничени до известна степен чрез увеличаване площта на сенките над покривите на сградите и пътищата.

Значение на тревните площи и водните басейни

Данните припомнят също така колко е важна ролята на зелените площи за понижаването на градусите през лятото. Дори при тях обаче има значение дали попадат в сянка или са изложени на слънцето. Когато са засенчени, те водят до по-сериозен спад в температурата.

Не бива да се подценяват също така дърветата и заслонът, който осигуряват те с короните си, както и водните басейни.

Гулдман завършва: „Всеки човек знае, че сянката от дърветата и сградите носи прохлада. Добрата новина е, че вече можем да измерим с голяма точност до каква степен тя допринася за понижаването на градусите в конкретни региони. А без тази информация не бихме могли да планираме ефективно строителството и озеленяването в градска среда.“ 

* Park Yujin, Jean-Michel Guldmann, Desheng Liu. "Impacts of tree and building shades on the urban heat island: Combining remote sensing, 3D digital city and spatial regression approaches". Computers, Environment and Urban Systems. 2021.