树木究竟如何才能真正为我们的城市降温？

: By 罗兰·恩诺斯，赫尔大学

树木究竟是如何为我们的城市降温的？

在世界各地的城市里，树木…… 经常种植为了帮助控制气温并减轻“城市热岛但是，尽管树木被称为“大自然的空调然而，在实践中，科学家们往往很难证明它们的冷却性能。

衡量树木降温效果最直接的方法是将公园内的气温与附近街道的气温进行比较。但这种方法经常会得出以下结论：令人失望的结果即使在绿树成荫的大公园里，白天的气温通常也只比闷热的街道低不到 1°C，而到了晚上，公园里的温度实际上可能会更高。

为了解释这一矛盾，我们需要更清楚地思考城市中热流的物理规律，以及我们正在进行的测量规模。

阴暗的日子

理论上，树木可以通过两种方式帮助降温：一是提供遮荫，二是蒸腾作用。在局部地区，树木主要通过遮荫来发挥降温作用。我们感受到的温度实际上更多地取决于我们向周围环境发射和吸收的电磁辐射量，而不是局部气温。树冠就像一把遮阳伞，可以阻挡…… 高达90％太阳辐射会增加我们向周围环境散失的热量，因为地面温度会降低。

树木究竟是如何为我们的城市降温的？阴凉处能降低地面温度。罗兰恩诺斯, 作者提供

总的来说，树荫可以使我们的生理等效温度（即我们感受到的环境温度）降低至 7 和 15°C这取决于我们所处的纬度。因此，在盛夏时节，人们蜂拥至伦敦公园、巴黎林荫大道和地中海广场，享受树荫带来的清凉，也就不足为奇了。

树木还能为建筑物降温——尤其是在东西朝向的方位种植时——因为它们的树荫可以阻挡太阳辐射进入窗户，或使外墙升温。实验性调查和建模研究美国的研究表明，树荫可以使独立式住宅的空调成本降低 20% 至 30%。

但空调在某些地方比在其他地方更普及：例如，虽然三分之三澳大利亚家庭普遍拥有空调，而北欧家庭的空调普及率则低得多，这使得北欧居民更容易受到城市高温的危害。在2003年欧洲热浪期间，新增死亡病例70,000万例与同等凉爽时期相比，我们迫切需要更多研究，以了解树荫能为居住着大量低收入人群的排屋和公寓楼降温多少。

战胜酷暑

树木还可以用来解决一个更大的问题：城市热岛效应。在晴朗平静的天气里，城市的气温会升高。可以提高城市气温比周边乡村地区高出7摄氏度，尤其是在夜间。在城市里，坚硬、深色的沥青和砖砌路面几乎吸收了所有来自太阳的短波辐射。加热温度介于 40°C 至 60°C 之间，并储存能量，然后在寂静的夜晚释放到空气中，此时能量会被困在狭窄的街道峡谷中。

树木究竟是如何为我们的城市降温的？蒸散作用正在进行中。罗兰恩诺斯, 作者提供

城市树木可以通过截获辐射来抵消这一过程，它们会在辐射到达地面之前将其拦截，并将能量用于蒸腾作用。蒸腾作用是指当阳光照射到树冠时，导致叶片中的水分蒸发。这会降低树木的温度——就像出汗冷却我们的皮肤一样——从而减少剩余的热量，进而加热空气。

蒸散作用的影响可以通过两种方式量化。首先，可以测量树冠的温度，即…… 通常凉爽得多比建筑物表面温度低——仅比气温高2到3摄氏度。遗憾的是，我们不能断言这种温差就足以证明树叶具有冷却能力；即使树叶不失水，它们的温度也会低于建筑物表面，因为它们更容易通过其他方式散热。对流.

更好的方法是直接计算树木的冷却效应，即测量其水分流失量。可以通过测量树干上的树液流动或单片叶子的水分流失量来实现。这些方法表明，树冠可以将超过 60% 的入射辐射转化为蒸腾作用。即使是一棵小型（4 米高）的卡勒梨树——北欧常见的树种——也能提供大约 100 立方米的热量。 6kW 的制冷量相当于两台小型空调机组。

但这里有个问题：树木只有在生长良好时才能产生这种降温效果。通过测量单片叶子的水分流失量，我们展示了研究发现，生长稀疏、速度较慢的李树和海棠树的降温效果仅为卡勒梨树的四分之一。此外，如果生长条件恶劣，树木的降温效果会大大降低。我们发现，如果卡勒梨树的根系生长在板结或通气不良的土壤中，其蒸腾作用可能会降低五倍。因此，无论树木种植在街道还是公园，都需要对大小树木的相对降温效果进行更多研究。

计算树木降温能力的最后一个难点在于确定特定树木的蒸腾作用究竟能降低多少气温。正如科学领域常有的情况一样，我们需要借助建模方法，让物理学家、工程师和生物学家携手合作。我们需要将真实的树木模型纳入详细的区域气候模型中，这些模型能够模拟城市中空气和能量复杂的日常流动。只有这样，我们才能确定城市森林的区域效益，并找到利用树木使城市更凉爽、更宜居的方法。