Πόσα δέντρα χρειάζονται για να δροσιστεί μια πόλη;

Οδός Βασ. Γεωργίου Β' στην πόλη της Κω, καλοκαίρι 2024.

Πόσα δέντρα χρειάζονται για να δροσιστεί μια πόλη; Οι ερευνητές ανέπτυξαν εργαλείο για να θέσουν στόχους αστικών δέντρων

Οι πόλεις σε όλο τον κόσμο βιώνουν όλο και περισσότερο επικίνδυνη ζέστη καθώς το αστικό σκυρόδεμα και η άσφαλτος ενισχύουν τις αυξανόμενες θερμοκρασίες. Τα προγράμματα δενδροφύτευσης είναι ένας δημοφιλής τρόπος που βασίζεται στη φύση για να δροσιστούν οι πόλεις, αλλά αυτές οι πρωτοβουλίες βασίστηκαν σε μεγάλο βαθμό σε εικασίες και γενικεύσεις. Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών προσφέρει ένα νέο εργαλείο για τους πολεοδόμους και τους υπεύθυνους λήψης αποφάσεων για να θέσουν πιο συγκεκριμένους και βασισμένους στην επιστήμη στόχους πρασίνου σε όλη την πόλη.

Η μελέτη διευθύνεται από τους Jia Wang, Weiqi Zhou και Yuguo Qian στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών και συν-συγγραφέας από τον Steward Pickett, έναν αστικό οικολόγο στο Cary Institute of Ecosystem Studies.

«Τα δέντρα προσφέρουν πολλά οφέλη στις πόλεις και η ψύξη είναι ένα από αυτά», εξήγησε ο Pickett. «Τα δέντρα είναι καλά στην ψύξη γιατί αντλούν πολύ νερό από το έδαφος στον αέρα και όταν αυτό το νερό εξατμίζεται στην επιφάνεια των φύλλων, απορροφά τεράστια ποσότητα θερμότητας. Αυτή είναι απλώς η φυσική της εξάτμισης. Η σκιά που παρέχουν τα δέντρα βοηθά επίσης στην ψύξη».

Μέχρι σήμερα, οι περισσότερες μελέτες που μετρούν τα αποτελέσματα ψύξης των αστικών δέντρων επικεντρώνονται σε υπερτοπικό επίπεδο, όπως σε έναν συγκεκριμένο δρόμο ή γειτονιά. Όταν ο αστικός θόλος των δέντρων επεκτείνεται κατά 1%, για παράδειγμα, οι κοντινές θερμοκρασίες μπορεί να μειωθούν κατά 0,04 έως 0,57 βαθμούς Κελσίου.

«Αυτό είναι πολύτιμο, αλλά οι σχεδιαστές και οι υπεύθυνοι λήψης αποφάσεων σκέφτονται ολόκληρη την πόλη», είπε ο Pickett. «Ρωτούν: «Πόσο δέντρο χρειαζόμαστε για όλη την πόλη; Τι συμβαίνει όταν την υπερφορτώνουμε;» Και αυτές οι πληροφορίες δεν ήταν διαθέσιμες».

Δεν ήταν σαφές εάν τα αποτελέσματα λεπτής κλίμακας θα μπορούσαν να προεκταθούν στην κλίμακα της πόλης. Έτσι, οι ερευνητές ξεκίνησαν να προσδιορίσουν πώς η απόδοση ψύξης των δέντρων -η μείωση της θερμοκρασίας που σχετίζεται με μια αύξηση κατά 1% του αστικού θόλου των δέντρων- αλλάζει σε μεγαλύτερες περιοχές.

Η ομάδα ανέλυσε δορυφορικές εικόνες και δεδομένα θερμοκρασίας από τέσσερις πόλεις με πολύ διαφορετικά κλίματα: το Πεκίνο και το Shenzhen στην Κίνα και τη Βαλτιμόρη και το Σακραμέντο στις ΗΠΑ. Η Βαλτιμόρη και το Πεκίνο είναι εύκρατα, το Shenzhen είναι υποτροπικό και το Σακραμέντο βρίσκεται σε μια μεσογειακή κλιματική ζώνη.

Αρχικά, χώρισαν κάθε πόλη σε pixel περίπου στο μέγεθος ενός οικοπέδου. Για κάθε εικονοστοιχείο, μέτρησαν τη θερμοκρασία της επιφάνειας της γης και πόσο από το έδαφος ήταν καλυμμένο από δέντρα. Στη συνέχεια, έκαναν τις ίδιες αναλύσεις σε όλο και μεγαλύτερα τμήματα κάθε πόλης, καλύπτοντας το επίπεδο της γειτονιάς, της πόλης και όχι μόνο. Τέλος, υπολόγισαν πώς η μαθηματική σχέση μεταξύ πρασίνου και θερμοκρασίας -η απόδοση ψύξης- άλλαξε σε διαφορετικές κλίμακες.

Αντί να ακολουθεί μια γραμμική σχέση, η σχέση μεταξύ της επιφάνειας («μέγεθος της αναλυτικής μονάδας») και της απόδοσης ψύξης (CE) -η μείωση της θερμοκρασίας που σχετίζεται με μια αύξηση 1% στην κάλυψη των αστικών δέντρων- ακολουθεί έναν νόμο στατιστικής ισχύος. Δηλαδή, καθώς το μέγεθος της περιοχής αυξάνεται αρχικά, οι πολεοδόμοι είδαν - κάθε αύξηση 1% στην κάλυψη του θόλου των δέντρων προσφέρει πρόσθετα οφέλη ψύξης. Η γραμμή τείνει να ισοπεδώνεται σε όλο και μεγαλύτερες κλίμακες. Η σχέση ισχύει σε τέσσερις πόλεις: Σακραμέντο (Α), Βαλτιμόρη (Β), Πεκίνο (Γ) και Σενζέν (Δ). Από: Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2401210121

Συνολικά, η ομάδα ανακάλυψε ότι η απόδοση ψύξης των αστικών δέντρων αυξήθηκε σε μεγαλύτερη κλίμακα. Αλλά το έκανε με πιο αργό ρυθμό σε μεγαλύτερα μεγέθη μονάδων. Στο Πεκίνο, για παράδειγμα, μια αύξηση 1% στον θόλο σε επίπεδο μπλοκ μειώνει τη θερμοκρασία κατά περίπου 0,06 μοίρες, ενώ μια αύξηση 1% στον θόλο σε επίπεδο πόλης θα μπορούσε να μειώσει τη θερμοκρασία κατά περίπου 0,18 βαθμούς.

Το πρόσθετο όφελος σε μεγαλύτερη κλίμακα φαίνεται να προέρχεται από τη δυνατότητα να συμπεριληφθούν μεγάλες ομάδες δέντρων, τα οποία έχουν μεγαλύτερη ικανότητα ψύξης.

Με μεγαλύτερη σαφήνεια σχετικά με τις σχέσεις μεταξύ περιοχής, κάλυψης δέντρων και εφέ ψύξης, το έγγραφο καθιστά δυνατή την πρόβλεψη των επιπτώσεων ψύξης σε ολόκληρη την κλίμακα της πόλης, προσφέροντας ένα πολύτιμο εργαλείο για τους διαχειριστές να θέσουν στόχους αστικού θόλου δέντρων για μείωση της ακραίας ζέστης.

Ο συν-συγγραφέας Weiqi Zhou σημειώνει, «Διαπιστώσαμε ότι η απόδοση ψύξης ακολουθεί έναν νόμο ισχύος σε όλες τις κλίμακες - από 120 επί 120 μέτρα έως τόσο μεγάλες όσο περιοχές που καλύπτουν ολόκληρη την πόλη. Η σχέση ισχύει και στις τέσσερις πόλεις που μελετήθηκαν, βρίσκονται σε πολύ διαφορετικά κλίματα .Αυτό υποδηλώνει ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη της πρόσθετης κάλυψης των δέντρων για την επίτευξη συγκεκριμένων στόχων μετριασμού της θερμότητας και προσαρμογής του κλίματος σε πόλεις σε όλο τον κόσμο.

Για παράδειγμα, οι συγγραφείς εκτιμούν ότι η πόλη της Βαλτιμόρης θα μπορούσε να μειώσει τις θερμοκρασίες της επιφάνειας του εδάφους κατά 0,23°C εάν αύξανε την κάλυψη των δέντρων κατά 1%. Για να επιτύχουν ψύξη 1,5°C , θα πρέπει να αυξήσουν την κάλυψη των δέντρων κατά 6,39%.

Ενώ το έγγραφο παρέχει βασικές πληροφορίες για τη λήψη αποφάσεων σε δημοτικό επίπεδο, ο Pickett προειδοποιεί ότι οι πολεοδόμοι μπορεί επίσης να χρειαστεί να εργαστούν σε μικρότερη κλίμακα για να διασφαλίσουν ότι τα αστικά δέντρα - και τα πιθανά οφέλη τους - κατανέμονται δίκαια σε όλη την πόλη.

«Αυτή η μελέτη δεν σου λέει πού να βάλεις τα δέντρα», είπε ο Πίκετ. «Αυτό είναι ένα άλλο είδος ανάλυσης, το οποίο θα πρέπει να περιλαμβάνει πολύ περισσότερες κοινωνικές πληροφορίες και δέσμευση με τις κοινότητες ή με μεμονωμένους ιδιοκτήτες ακινήτων».

Ο Pickett πρότεινε ότι τα επόμενα βήματα θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τη διεύρυνση της ανάλυσης ώστε να συμπεριλάβει άλλες πόλεις με διαφορετικά είδη κλίματος και να εξετάσει πόσο καλά θα λειτουργήσει αυτή η βασισμένη στη φύση λύση στο μέλλον, καθώς η κλιματική αλλαγή κάνει ορισμένες περιοχές πιο ζεστές και ξηρές.

Γεωδίφης με πληροφορίες από phys.org/news

περισσότερα,

Περισσότερες πληροφορίες: Jia Wang et al, A scaling law for predicting urban trees canopy cooling efficiency, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2401210121

https://phys.org/news/2024-11-trees-cool-city-tool-urban.html

Proceedings of the National Academy of Sciences