درختان طی روز با ایجاد سایه و کاهش گرما از طریق تبخیر، مزایای خنک‌کنندگی غیرقابل انکاری ارائه می‌دهند. اما پژوهش جدید نشان می‌دهد که تاج درختان در شب می‌تواند گرما را به دام بیندازد و دما را افزایش دهد.
این مطالعه که توسط دانشمندان دانشگاه کمبریج هدایت شده است، بر اهمیت برنامه‌ریزی استراتژیک هنگام ادغام درختان در مناظر شهری برای مقابله مؤثر با تنش گرمایی تأکید دارد.
دکتر رونیتا باردان، استاد دانشگاه کمبریج، می‌گوید:
“درختان نقش حیاتی در خنک‌سازی شهرها دارند، اما باید آن‌ها را با برنامه‌ریزی استراتژیک بکاریم تا حداکثر مزایای ممکن را فراهم کنند.”
افزایش دما و تنش گرمایی شهری
تنش گرمایی شهری به مسئله‌ای جهانی تبدیل شده که با مشکلات سلامتی، افزایش تقاضای انرژی، نابرابری‌های اجتماعی و چالش‌های زیرساختی مرتبط است.
بسیاری از شهرها از کاشت درخت به‌عنوان یک استراتژی کاهش گرما استفاده کرده‌اند. بااین‌حال، این مطالعه هشدار می‌دهد که انتخاب گونه‌های نامناسب یا مکان‌یابی ضعیف می‌تواند این مزایا را خنثی کند.
با تجزیه‌وتحلیل ۱۸۲ مطالعه در ۱۷ اقلیم و ۱۱۰ شهر، پژوهشگران اولین ارزیابی جهانی از خنک‌سازی درختان شهری را ارائه داده‌اند. یافته‌ها به پیچیدگی تعامل میان گونه‌های درختی، چیدمان شهری و اقلیم‌های محلی اشاره دارند.
دینامیک خنک‌سازی روز و شب
درختان طی روز شهرها را با مسدود کردن تابش خورشید، تبخیر آب از برگ‌ها و تأثیر بر جریان هوا خنک می‌کنند.
اما در شب، تاج درختان می‌توانند تابش بلندموج زمین را به دام بیندازند و اثر گرمایش ایجاد کنند.
این پدیده که ناشی از مقاومت آیرودینامیک و بسته شدن روزنه‌های برگ‌ها (پاسخی به گرما و خشکی) است، در اقلیم‌های مختلف متفاوت است.
اثرات خنک‌سازی و گرمایش بر اساس اقلیم
تحلیل‌ها نشان داده است که درختان شهری بسته به اقلیم، درجات مختلفی از خنک‌سازی و گرمایش را ارائه می‌دهند:
- اقلیم‌های مرطوب و خشک گرمسیری: درختان شهرها را تا ۱۲ درجه سانتی‌گراد خنک کردند اما در شب دما را تا ۰.۸ درجه سانتی‌گراد افزایش دادند.
- اقلیم‌های خشک: خنک‌سازی به بیش از ۹ درجه سانتی‌گراد رسید، درحالی‌که گرمایش شبانه ۰.۴ درجه سانتی‌گراد بود.
- اقلیم‌های معتدل: خنک‌سازی روزانه ۶ درجه سانتی‌گراد و اثر گرمایش شبانه ۱.۵ درجه سانتی‌گراد ثبت شد.
- اقلیم جنگل‌های بارانی گرمسیری: خنک‌سازی به ۲ درجه سانتی‌گراد کاهش یافت و گرمایش شبانه ۰.۸ درجه سانتی‌گراد بود.
کاشت استراتژیک درختان برای خنک‌سازی بهینه
شهرهایی با چیدمان باز و ترکیب گونه‌های درختی (همیشه‌سبز و خزان‌کننده) به‌ویژه در اقلیم‌های معتدل و گرمسیری، نتایج بهتری در خنک‌سازی داشتند. این ترکیب باعث ایجاد سایه فصلی و خنک‌سازی سه‌بعدی می‌شود.
در مناطق خشک، مناطق شهری متراکم (مانند قاهره و دبی) با درختان همیشه‌سبز از مزایای خنک‌سازی قابل‌توجهی بهره‌مند شدند. فضاهای باز در شهرهای کم‌ارتفاع امکان ایجاد تاج‌های بزرگ‌تر درختی را فراهم کردند که خنک‌سازی را تا ۰.۴ درجه سانتی‌گراد افزایش داد.
دکتر باردان می‌گوید:
“مطالعه ما دستورالعمل‌های سبزسازی متناسب با زمینه را برای برنامه‌ریزان شهری فراهم می‌کند تا از خنک‌سازی درختان در مواجهه با گرمایش جهانی به‌طور مؤثرتری استفاده کنند.”
انطباق درختان با ویژگی‌های شهری
مطالعه بر اهمیت انطباق گونه‌های درختی با ویژگی‌های شهری تأکید دارد. عواملی مانند جهت خیابان، نسبت آسمان قابل‌مشاهده و نسبت ابعاد بر کارایی خنک‌سازی درختان تأثیر می‌گذارند.
در مناطق شهری متراکم با دماهای بالا، پوشش بیش‌ازحد تاج می‌تواند گرما را در سطح عابران به دام بیندازد. پژوهشگران توصیه می‌کنند در این مناطق از گونه‌های باریک و استراتژی‌های کاشت پراکنده استفاده شود.
فراتر از درختان: راه‌حل‌هایی برای خنک‌سازی شهری
درحالی‌که درختان ارزشمند هستند، این مطالعه از دانشگاه کمبریج بر استفاده از استراتژی‌های مکمل مانند سایه‌زنی خورشیدی و مواد بازتابنده تأکید دارد. این راه‌حل‌ها خنک‌سازی شهری را بدون اثرات ناخواسته کاشت نامناسب درختان افزایش می‌دهند.
برای کمک به برنامه‌ریزان شهری، پژوهشگران یک نقشه تعاملی و پایگاه داده توسعه داده‌اند که به برآورد کارایی خنک‌سازی بر اساس داده‌های شهرهای با اقلیم‌ها و ویژگی‌های مشابه کمک می‌کند.
دکتر باردان می‌گوید:
“برنامه‌ریزان شهری باید برای اقلیم‌های گرم‌تر آینده برنامه‌ریزی کرده و گونه‌های مقاومی را انتخاب کنند که به رشد خود ادامه دهند و مزایای خنک‌سازی را حفظ کنند.”
خنک‌سازی درختان بزرگ
درختان بزرگ و بالغ به دلیل تاج‌های گسترده خود که نور خورشید را مسدود کرده و تبخیر بیشتری را تسهیل می‌کنند، مزایای خنک‌سازی بیشتری ارائه می‌دهند.
گونه‌های پهن‌برگ به‌ویژه مؤثر هستند، زیرا نسبت به درختان باریک‌برگ، سایه بیشتر و تبخیر آب بیشتری ارائه می‌دهند. هنگامی‌که به‌صورت گروهی کاشته شوند، درختان با تقویت جریان هوا و ایجاد سایه گسترده، اثر خنک‌کنندگی هم‌افزایی ایجاد می‌کنند.
نزدیکی به منابع آبی اثرات خنک‌سازی را بیشتر تقویت می‌کند، زیرا ترکیب سایه درختان و تبخیر از سطوح آبی باعث ایجاد ریزاقلیم‌های خنک‌تر می‌شود.
گونه‌های بومی معمولاً نسبت به گونه‌های غیربومی عملکرد بهتری دارند، زیرا به اقلیم‌ها و شرایط محلی بهتر سازگار هستند.
درختان همیشه‌سبز به‌ویژه در مناطقی با تغییرات فصلی کمتر، خنک‌سازی سالانه ارائه می‌دهند. علاوه بر این، رنگ برگ‌ها بر خنک‌سازی تأثیر می‌گذارد؛ برگ‌های رنگ روشن گرمای کمتری جذب می‌کنند. ریشه درختان نیز با خنک کردن خاک و حمایت از اکوسیستم‌های سالم‌تر نقش ایفا می‌کنند.
ترکیب متنوعی از گونه‌های درختی جنگل‌های شهری را مقاوم‌تر می‌کند و مزایای خنک‌سازی را در بلندمدت تضمین می‌نماید.
این مطالعه در مجله Communications Earth & Environment منتشر شده است.
