In steden over de hele wereld zijn bomen vaak geplant om de temperatuur te helpen beheersen en de effecten van de "urban heat island”. Maar terwijl bomen zijn genoemd "de airconditioners van de natuur"In de praktijk hebben wetenschappers vaak moeite met het aantonen van hun koelingseigenschappen.

De meest voor de hand liggende manier om het koeleffect van bomen te meten, is om de luchttemperatuur in parken te vergelijken met die in nabijgelegen straten. Maar deze methode komt vaak met teleurstellende resultaten: zelfs in grote, groene parken is de dagluchttemperatuur meestal minder dan 1 ° C koeler dan in de benauwde straten, en 's nachts kan de temperatuur in parken zelfs hoger zijn.

Om deze tegenspraak te verklaren, moeten we helderder nadenken over de fysica van warmtestromen in onze steden en de schaal van de metingen die we nemen.

Shady Days

Theoretisch kunnen bomen op twee manieren helpen koeling te bieden: door schaduw te bieden en door een proces dat bekend staat als verdamping. Lokaal zorgen bomen voor het meeste van hun koeleffect door middel van schaduw. Hoe warm we ons voelen hangt in feite minder af van de lokale luchttemperatuur, en meer van de hoeveelheid elektromagnetische straling die we uitstoten naar en absorberen uit onze omgeving. De luifel van een boom gedraagt ​​zich als een parasol en blokkeert % tot 90 van de straling van de zon, en het verhogen van de hoeveelheid warmte die we verliezen aan onze omgeving door de grond onder ons af te koelen.

Shade koelt de grond af. Roland Ennos, auteur voorzien

De schaduw die door bomen wordt geboden, kan onze fysiologisch equivalente temperatuur (dat wil zeggen, hoe warm we onze omgeving voelen te zijn) verminderen tussen zeven en 15 ° C, afhankelijk van onze breedtegraad. Het is dus geen verrassing dat mensen zich in de zomer massaal bezighouden met de heerlijke koelte van de schaduw die wordt geboden door parken in Londen, Parijse boulevards en mediterrane pleinen.

Bomen kunnen gebouwen ook afkoelen, vooral wanneer ze in het oosten of westen zijn geplant, omdat de schaduw ervan voorkomt dat zonnestraling door ramen binnendringt of buitenmuren opdroogt. experimenteel onderzoeken en modelstudies in de VS hebben aangetoond dat schaduw van bomen de kosten voor airconditioning van vrijstaande huizen met 20% tot 30% kan verlagen.

Maar airconditioning is op sommige plaatsen gebruikelijker dan in andere: bijvoorbeeld, terwijl drie van de vier Australische huishoudens hebben een airconditioner, ze komen veel minder vaak voor in Noord-Europa, waardoor de bevolking daar kwetsbaarder wordt voor de schade van stadsverwarming. Tijdens de 2003 Europese hittegolf waren er 70,000 meer sterfgevallen vastgelegd, vergeleken met equivalente koele perioden. We hebben dringend meer onderzoek nodig om erachter te komen hoeveel schaduw van bomen de rijtjeshuizen en appartementenblokken kan koelen, waar zoveel minder welgestelde mensen wonen.

De hitte verslaan

Bomen kunnen ook worden gebruikt om een ​​groter probleem aan te pakken: het stedelijke hitte-eiland. Tijdens perioden van kalm, zonnig weer, de luchttemperatuur van steden kan worden verhoogd boven het omringende landschap tot 7 ° C, vooral 's nachts. In steden absorberen de harde, donkere asfalt- en steenoppervlakten bijna alle inkomende kortegolfstraling van de zon, opwarmen tot tussen 40 ° C en 60 ° C, en het opslaan van energie die vervolgens wordt vrijgegeven in de lucht tijdens het stille nacht, wanneer het kan worden opgesloten in de smalle straat canyons.

Evapotranspiratie in actie. Roland Ennos, auteur voorzien

Stedelijke bomen kunnen dit proces tegengaan door de straling te onderscheppen voordat deze de grond bereikt en de energie voor verdamping te gebruiken. Evapotranspiratie treedt op wanneer de zonnestralen de luifel van de bomen raken, waardoor water uit de bladeren verdampt. Hierdoor worden ze afgekoeld - net zoals transpireren onze huid afkoelt - en daardoor de hoeveelheid resterende energie vermindert om de lucht te verwarmen.

De effecten van evapotranspiratie kunnen op twee manieren worden gekwantificeerd. Ten eerste kun je de temperatuur van de boomkoepel meten, namelijk meestal veel koeler dan bebouwde oppervlakken - alleen 2 ° C tot 3 ° C boven de luchttemperatuur. Helaas kunnen we niet echt beweren dat dit temperatuurverschil het bewijs is van koelcapaciteit; bladeren zouden koeler zijn dan bebouwde oppervlakken, zelfs als ze geen water verliezen, omdat ze effectiever worden gekoeld convectie.

Een betere methode is om het koeleffect van een boom rechtstreeks te berekenen, door te meten hoeveel water het verliest. U kunt dit doen door het sap te meten dat door de romp stroomt, of door het waterverlies van afzonderlijke bladeren. Deze methoden laten zien dat boomluifels 60% van de binnenkomende straling kunnen afleiden naar evapotranspiratie. Zelfs een kleine (4m-hoge) Callery-perenboom - een veel geplante soort in Noord-Europa - kan rond bieden 6kW van koeling: het equivalent van twee kleine airconditioningseenheden.

Maar er zit een addertje onder het gras: bomen zorgen alleen voor dit koeleffect als ze goed groeien. Door het meten van waterverlies van individuele bladeren, we toonden die schaarser, trager groeiende pruimen- en krabappelbomen zorgden slechts voor een kwart van het afkoelende effect van de Callery-peren. Bovendien kan de effectiviteit van bomen sterk worden verminderd als de groeiomstandigheden slecht zijn. We vonden dat de transpiratie van Callery-peren met een factor vijf kon worden verminderd als de wortels door gecomprimeerde of slecht beluchte aarde groeiden. Er is veel meer onderzoek nodig naar de relatieve prestaties van grote en kleine bomen, of ze nu op straat of in parken worden geplant.

Een laatste moeilijkheid bij het berekenen van de koelkracht van bomen is om te bepalen hoeveel de evapotranspiratie van een bepaalde boom de luchttemperatuur daadwerkelijk zal verlagen. Zoals zo vaak in de wetenschap is een modelleringsaanpak nodig, waarbij fysici, ingenieurs en biologen samenwerken. We moeten realistische bomen in gedetailleerde regionale klimaatmodellen zetten, die de complexe dagelijkse bewegingen van lucht en energie door de stad kunnen nabootsen. Alleen dan kunnen we de regionale voordelen van het stedelijk bos bepalen en leren hoe we bomen kunnen gebruiken om onze steden koeler en aangenamer te maken.

Over de auteur

Roland Ennos, hoogleraar biomechanica, University of Hull. Hij is geïnteresseerd in de manier waarop organismen omgaan met de fysieke wereld, met name in hun structurele engineering. Hij heeft onderzoek gedaan naar het mechanische ontwerp van insectenvleugels en wortelstelsels van planten en de mechanische afweer van grassen, maar is recentelijk vooral gefascineerd geraakt door hout.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon