나무가 우리 도시를 어떻게 진정시킬 수 있습니까?

나무가 우리 도시를 어떻게 진정시킬 수 있습니까?

전 세계 도시에서 나무는 자주 심은 온도 조절 및 "도시 열섬". 그러나 나무가 "자연의 에어컨"실제로 과학자들은 종종 냉각 특성을 나타내는 데 어려움을 겪습니다.

나무의 냉각 효과를 측정하는 가장 확실한 방법은 공원의 공기 온도와 인근 도로의 공기 온도를 비교하는 것입니다. 그러나이 방법은 종종 실망스러운 결과: 대형, 잎이 무성한 공원에서도 주간 기온은 보통 1 ° C보다 낮습니다. 밤에는 공원에서 온도가 더 높아질 수 있습니다.

이 모순을 설명하기 위해, 우리는 도시의 열 흐름에 관한 물리학과 측정의 규모에 대해 더 분명히 생각할 필요가 있습니다.

그늘진 날들

이론적으로 나무는 그늘을 제공하고 증발산으로 알려진 과정을 통해 두 가지 방식으로 냉각을 제공 할 수 있습니다. 지역적으로, 나무는 음영으로 대부분의 냉각 효과를 제공합니다. 우리가 실제로 느끼는 따뜻함은 지역 공기 온도에 덜 의존하고, 우리가 얼마나 많은 전자기 방사를 방출하고 주변 환경으로부터 흡수하는지에 달려 있습니다. 나무의 캐노피는 파라솔과 같은 역할을합니다. 최대 90 %까지 우리 태양 아래에서 땅을 식혀서 우리 주변에서 잃어버린 열량을 늘리십시오.

나무가 우리 도시를 어떻게 진정시킬 수 있습니까? 그늘이 바닥을 식힐 것입니다. 롤랜드 엔노스, 저자 제공

모든 것이 올라가면, 나무에 의해 제공되는 그늘은 우리의 생리 학적으로 동등한 온도 (즉, 우리 주변 환경이 얼마나 따뜻할 지)를 일곱 및 15 ° C우리의 위도에 따라. 그래서 여름의 한창 때, 사람들은 런던 공원, 파리 가로수 길, 지중해 광장이 제공하는 그늘의 맛있는 차가움에 몰두하는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

나무는 건물을 차갑게 할 수 있습니다 - 특히 동쪽이나 서쪽에 심었을 때 - 그늘이 태양 복사열이 창문을 통과하거나 외벽을 가열하는 것을 방지합니다. 실험적 조사 및 모델링 연구 미국에서 나무의 그늘은 단독 주택의 에어컨 비용을 20 %에서 30 %로 낮출 수 있다는 것을 보여주었습니다.


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그러나 공기 조절은 다른 곳보다 어떤 장소에서 더 일반적입니다. 예를 들어, 4 명 중 3 명 호주의 가정에는 에어컨이있어 북유럽에서는 그다지 흔하지 않아 인구가 도시 열의 해로움에 더 취약하게됩니다. 2003 유럽의 혹서 기간 동안, 70,000 더 많은 사망자 기록이에 상응하는 시원한 기간과 비교할 때. 우리는 나무에서 얼마나 많은 그늘이 계단식 집과 아파트 블록을 식힐 수 있는지 알아 내기 위해 긴급히 더 많은 연구가 필요합니다.

열을 물리 치다

나무는 더 큰 문제인 도시의 열섬을 해결하는 데에도 사용될 수 있습니다. 평온하고 맑은 날씨, 도시의 기온 제기 될 수있다. 7 ° C까지, 특히 밤에는 주변 시골 지역보다 높습니다. 도시에서는 단단하고 어두운 아스팔트와 벽돌 표면이 태양으로부터 들어오는 거의 모든 단파 복사를 흡수합니다. 가열 40 ° C와 60 ° C 사이의 에너지를 저장하고 좁은 거리 협곡에 갇혀있을 수있는 밤중에 공기 중에 방출되는 에너지를 저장합니다.

나무가 우리 도시를 어떻게 진정시킬 수 있습니까? 행동에서의 증발산. 롤랜드 엔노스, 저자 제공

도시의 나무는 복사가 땅에 닿기 전에 차단하고 증발산을 위해 에너지를 사용함으로써이 과정을 막을 수 있습니다. Evapotranspiration은 태양 광선이 나무의 캐노피에 부딪혀 물이 나뭇잎에서 증발 할 때 발생합니다. 이것은 땀을 흘리며 피부를 식히는 것과 마찬가지로 공기를 따뜻하게하는 에너지의 양을 줄여줍니다.

증발산의 효과는 두 가지 방법으로 정량화 될 수있다. 먼저 나무 캐노피의 온도를 측정 할 수 있습니다. 전형적으로 훨씬 더 차가운 건축 된 표면보다 - 대기 온도보다 2 ° C ~ 3 ° C 높은 온도. 불행히도, 우리는이 온도 차이가 냉각 용량의 증거라고 실제로 주장 할 수는 없습니다. 잎은 물을 잃지 않더라도 건축 된 표면보다 더 시원할 것입니다. 대류.

더 나은 방법은 나무가 얼마나 많은 물을 잃고 있는지 측정하여 나무의 냉각 효과를 직접 계산하는 것입니다. 트렁크 위로 수액 흐름을 측정하거나 단일 잎에서 수분 손실을 측정하여이를 수행 할 수 있습니다. 이 방법은 나무 캐노피가 들어오는 방사선의 60 % 이상을 증발산으로 전환시킬 수 있음을 보여줍니다. 북유럽에서 일반적으로 심은 종인 작은 (4m 높이) Callery 배 나무도 주변에 제공 할 수 있습니다 냉각 6kW: 2 개의 소형 에어컨 유닛과 동일합니다.

그러나 나무는 잘 자랍니다. 나무는 잘 자랄 때만 냉각 작용을합니다. 개별 잎에서 물 손실을 측정함으로써, 우리가 보여 주었던 느리게 자라는 자두와 크랩 사과 나무는 Callery 배의 냉각 효과의 1/4 만 제공했습니다. 또한 성장 조건이 좋지 않으면 나무의 효율성을 크게 떨어 뜨릴 수 있습니다. 우리는 뿌리가 압축되거나 통풍이 잘 안되는 토양을 통해 자라는 경우 Callery 배의 증산이 5 배 감소 할 수 있음을 발견했습니다. 큰 나무와 작은 나무가 거리 나 공원에 심어 져 있는지 여부에 관계없이 상대적으로 더 많은 조사가 필요합니다.

나무의 냉각 능력을 연구하기위한 마지막 어려움은 주어진 나무의 증발산이 실제로 얼마나 기온을 낮추는지를 결정하는 것입니다. 과학 분야에서 종종 그러 하듯이 물리학 자, 엔지니어 및 생물 학자들이 함께 작업하는 모델링 접근법이 필요합니다. 우리는 도시를 통해 공기와 에너지의 복잡한 일상 운동을 모방 할 수있는 상세한 지역 기후 모델에 현실적인 나무를 심어야합니다. 그런 다음에야 도시 숲의 지역 혜택을 파악하고 도시를 더 시원하고 쾌적한 곳으로 만들기 위해 나무를 사용하는 방법을 연구 할 수 있습니다.

저자에 관하여

에노 노스 롤랜드Roland Ennos, Hull 대학의 생 역학 교수. 그는 유기체가 물리적 세계와 상호 작용하는 방식, 특히 구조 공학에서 흥미로운 방식을 사용합니다. 그는 곤충 날개와 식물 뿌리 시스템의 기계적 디자인과 목초의 기계적 방호를 연구했지만 최근에는 특히 나무에 매료되었습니다.

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