世界中の都市では、木が よく植えられる 温度の制御を助け、ヒートアイランド現象」 しかし、木は「自然のエアコン実際には、科学者たちはしばしば彼らの冷却特性を実証することが困難である。

木の冷却効果を測定する最も明白な方法は、公園内の気温と近くの通りの気温を比較することです。 しかし、この方法はしばしば思いつく 残念な結果大規模で緑豊かな公園でも、昼間の気温は通風路内よりも通常1°C低く、夜間は公園内の気温は実際より高くなります。

この矛盾を説明するために、私達は私達の都市の熱流の物理学と私達が取っている測定の規模についてもっと明確に考える必要があります。

日陰の日々

理論的には、木は2つの方法で冷房を提供するのを助けることができます：陰を提供することによって、そして蒸発散として知られているプロセスによって。 地元では、木は日陰でそれらの冷却効果の大部分を提供します。 実際にどの程度暖かく感じるかは、地域の気温に左右されず、周囲に放射される電磁放射の量に左右されます。 木の天蓋は日傘のようにふるい落とします。 90％まで そして私達の下の地面を冷やすことによって私達が私達の環境に失う熱の量を増やす。

日よけが地面を冷やす。 ローランドエンノス, 著者提供

結局のところ、木によって提供される日陰は、私たちの生理的に等価な温度（つまり、周囲の環境がどれほど暖かいと感じるか）を、次のように下げることができます セブンと15°C、緯度によって異なります。 それで、夏の終わりに、ロンドンの公園、パリの大通り、そして地中海の広場によって提供される日陰の美味しい涼しさに人々が群がるのは当然のことです。

木々はまた、日陰が窓を貫通したり、外壁を暖めたりすることを防ぐので、建物を冷やすことができます - 特に東または西に植えられたとき - 。 実験的 調査とモデリング研究 アメリカでは、木の陰が戸建住宅の冷暖房費を20％から30％削減できることを示しています。

しかし、エアコンは他の場所よりも場所によってはより一般的です。 4人のうち3人 オーストラリアの家庭にはエアコンがありますが、北ヨーロッパではあまり一般的ではないため、人口が都市の暑さの被害を受けやすくなります。 2003ヨーロッパ熱波の間に、 70,000もっと多くの死亡記録同等の涼しい時期と比較して。 あまりにも多くの裕福でない人々が住んでいる段々になった家や集合住宅を、木からの陰がどれだけ冷やすことができるかを調べるために、もっと研究が必要です。

熱を打つ

木は、より大きな問題、都市ヒートアイランドへの取り組みにも使用できます。 穏やかで晴天の時期、街の気温 上げることができます 特に夜間は、周囲の田園地帯よりも最高7℃高い。 都市では、硬くて暗いアスファルトとレンガの表面が太陽からのほとんどすべての入ってくる短波を吸収します。 加熱 40°Cと60°Cの間でエネルギーを蓄え、夜間にも狭い通りの峡谷に閉じ込められることがあるエネルギーを空気中に放出します。

実際の蒸発散量 ローランドエンノス, 著者提供

都市の木は、地面に到達する前に放射線を遮断し、そのエネルギーを蒸発散に利用することで、このプロセスに対抗することができます。 蒸発散は、太陽光線が木の天蓋に当たったときに起こり、水が葉から蒸発する原因となります。 これは、汗が私たちの肌を冷やすのと同じように - それらを冷やします - それによって空気を温めるために残されたエネルギー量を減らします。

蒸発散の影響は、2つの方法で定量化できます。 まず、樹冠の温度を測定できます。 通常はもっと涼しい 建てられた表面より - 気温よりも2°Cから3°Cだけ高い。 残念ながら、この温度差が冷却能力の証拠であるとは本当に言えません。 たとえ水が失われていなくても、葉は造られた表面より冷たいでしょう。 対流.

より良い方法は、それがどれだけの量の水を失っているかを測定することによって、木の冷却効果を直接計算することです。 あなたはその幹の樹液の流れ、または単葉からの水分の損失を測定することによってこれを行うことができます。 これらの方法は、樹冠が入ってくる放射線の60％以上を蒸発散に転用できることを示しています。 北ヨーロッパで一般的に植えられている種である、小さい（4m高）Calleryナシの木でも 冷却の6kW：2つの小型エアコンユニットに相当します。

しかしキャッチがあります：彼らがよく成長しているときだけ、木はこの冷却効果を提供します。 個々の葉からの水分損失を測定することによって、 示した そのより疎く、成長の遅い梅と蟹のリンゴの木は、Callery梨の冷却効果の4分の1しか提供していませんでした。 さらに、成長条件が悪いと、木の効果が大幅に低下する可能性があります。 根がぎっしり詰まった、または通気性の悪い土壌で成長している場合、Callery梨の蒸散量は5分の1に減少することがわかりました。 大木と小木の相対的な性能については、路上でも公園でも、もっと多くの研究が必要です。

木の冷却力を計算する際の最後の難題は、与えられた木の蒸発散量が実際に気温をどれだけ下げるかを決めることです。 科学でもそうであるように、物理学者、技術者、生物学者が協力しながらモデリングアプローチが必要です。 私たちは現実的な木を詳細な地域気候モデルに入れる必要があります。それは都市を通る空気とエネルギーの複雑な日々の動きを模倣することができます。 それから初めて、私たちは都市の森の地域的な利益を決定し、私たちの街をより涼しく、より快適な住む場所にするための木の使い方を考え出すことができます。

著者について

ローランド・エンノス、ハル大学バイオメカニクス教授。 彼は有機体が物理的な世界と相互作用する方法、特にそれらの構造工学に興味があります。 彼は、昆虫の羽と植物の根系の機械的設計と草の機械的防御について調べましたが、最近は特に木材に魅了されました。

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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