Temperatury w miastach rosną na całym świecie. Mówi się o "miejskich wyspach ciepła" (MWC) – na obszarach zurbanizowanych, pokrytych asfaltem i betonem, zabudowanych emitującymi ciepło budynkami temperatury są wyraźnie wyższe niż na sąsiednich, niezabudowanych obszarach. Miejski stres cieplny staje się poważnym problemem, powodując choroby, zgony, wzrost zużycia energii na chłodzenie budynków, problemy z nierównościami społecznymi oraz infrastrukturą miejską. Niektóre miasta zaczęły już wdrażać strategie naprawcze, wśród których pierwsze miejsce zajmuje sadzenie drzew.

Jak jednak wynika z badań naukowców z University of Cambridge, sadzenie niewłaściwych gatunków lub niewłaściwej kombinacji drzew w nieoptymalnych lokalizacjach lub układach może ograniczyć spodziewane korzyści.

Autorzy nowego badania wykazali, że miejskie drzewa mogą obniżyć temperaturę powietrza na poziomie pieszych nawet o 12 st. C. W 83 proc. badanych miast wprowadzenie drzew pozwoliło obniżyć szczytowe miesięczne temperatury poniżej 26 st. C, "progu komfortu cieplnego".

Przy okazji okazało się jednak, że związana z zadrzewieniem zdolność chłodzenia znacznie różni się na całym świecie i jest zależna od cech gatunków drzew, układu urbanistycznego i warunków klimatycznych.

"Nasze badanie obala mit, że drzewa są ostatecznym panaceum na przegrzanie miast na całym świecie" — powiedziała dr Ronita Bardhan z Wydziału Architektury University of Cambridge. "Drzewa odgrywają kluczową rolę w chłodzeniu miast, ale musimy je sadzić znacznie bardziej strategicznie, aby zmaksymalizować korzyści, jakie mogą zapewnić".

Poprzednie badania nad efektami chłodzenia drzew miejskich koncentrowały się na konkretnych klimatach lub regionach i rozpatrywały studia przypadków w sposób fragmentaryczny, pozostawiając duże luki w naszej wiedzy na temat mechanizmów chłodzenia drzew i tego, jak oddziałują one na różne cechy miejskie.

Aby temu zaradzić, naukowcy z Cambridge przeanalizowali wyniki 182 opublikowanych w latach 2010–2023 badań dotyczących 17 klimatów w 110 miastach lub regionach świata. Pozwoliło to na pierwszą kompleksową, globalną ocenę chłodzenia pod wpływem miejskich drzew.

W ciągu dnia drzewa chłodzą miasta na trzy sposoby: blokują promieniowanie słoneczne; odparowują wodę poprzez pory w liściach, a także powodują aerodynamiczną zmianę przepływu powietrza przez liście. Jednak w nocy korony drzew mogą zatrzymywać promieniowanie długofalowe z powierzchni ziemi.

Badanie wykazało, że drzewa miejskie w większym stopniu chłodzą miasta w gorącym i suchym klimacie, a mniej w klimacie gorącym i wilgotnym.

Jak odnotowano w Nigerii, w klimacie tropikalnym drzewa mogą chłodzić miasta nawet o 12 st. C. Jednak to właśnie w tym samym klimacie drzewa ogrzewały miasta w nocy najbardziej, nawet o 0,8 st. C.

W suchych klimatach miasta schładzały się dzięki drzewom o nieco ponad 9 st. C i były ogrzewane w nocy o 0,4 st. C.

W klimacie tropikalnym, gdzie wilgotność jest wyższa, efekt chłodzenia w ciągu dnia spadł do około 2 st. C, podczas gdy efekt ogrzewania w nocy wyniósł 0,8 st. C.

W klimacie umiarkowanym drzewa mogą chłodzić miasta nawet o 6 st. C i ogrzewać je o 1,5 st. C.

Jak wykazały badania, miasta o bardziej otwartych układach miejskich częściej charakteryzują się mieszanką drzew wiecznie zielonych i liściastych o różnych rozmiarach. Dzięki temu efekt chłodzenia jest wyraźniejszy – zarówno w klimacie umiarkowanym, jak i kontynentalnym czy tropikalnym.

W klimatach tych wykorzystanie zarówno drzew iglastych, jak i liściastych, pozwala generalnie obniżyć temperaturę o 0,5 st. C bardziej, niż gdyby w mieście rosły tylko drzewa liściaste lub wiecznie zielone. Mieszany drzewostan miejski może zrównoważyć sezonowe zacienienie i światło słoneczne, zapewniając trójwymiarowe chłodzenie na różnych wysokościach.

Natomiast w suchym klimacie gatunki wiecznie zielone chłodzą skuteczniej w specyficznym kontekście zwartych układów miejskich, takich jak Kair w Egipcie lub Dubaj w Zjednoczonych Emiratach Arabskich.

Ogólnie rzecz biorąc drzewa chłodzą skuteczniej w otwartych i niskich miastach w suchym klimacie. W otwartych układach miejskich chłodzenie można poprawić o około 0,4 st. C, ponieważ ich bardziej rozległe zielone przestrzenie pozwalają na obecność większej liczby i większych koron drzew i bogatszą mieszankę gatunków drzew.

"Nasze badanie dostarcza wytycznych dotyczących zazieleniania specyficznych dla kontekstu dla urbanistów, aby mogli skuteczniej wykorzystać chłodzący wpływ drzew w obliczu globalnego ocieplenia" — powiedziała dr Ronita Bardhan. - "Urbaniści muszą nie tylko zapewnić miastom więcej zielonych przestrzeni, ale także zasadzić odpowiednią mieszankę drzew w optymalnych pozycjach, aby zmaksymalizować korzyści z chłodzenia. Powinni planować pod kątem przyszłych, cieplejszych klimatów, wybierając odporne gatunki, które będą się nadal rozwijać i zachowają korzyści chłodzące".

Autorzy badania argumentują, że wybór gatunków i ich rozmieszczenie muszą być zgodne z formami miejskimi. Należy dokładnie rozważyć orientację "kanionu ulicznego", lokalne strefy klimatyczne, współczynnik proporcji, współczynnik widocznego nieba i inne cechy miejskie, które wpływają na efekty posadzenia drzew.

Chociaż wyższy stopień pokrycia powierzchni miasta przez korony drzew zazwyczaj zwiększa efekty chłodzące, nadmiernie wysokie pokrycie może zatrzymywać ciepło na poziomie pieszych, szczególnie w zwartych strefach miejskich w klimacie o wysokiej temperaturze. W takich miejscach zaleca się mniej rozłożyste gatunki i rzadsze nasadzenia.

Naukowcy podkreślają, że nie możemy polegać wyłącznie na drzewach w zakresie chłodzenia miast i że i nadal ważną rolę będą odgrywać rozwiązania takie jak zacienianie czy materiały odblaskowe.

Autorzy opracowali interaktywną bazę danych i mapę, które umożliwiają użytkownikom oszacowanie skuteczności chłodzenia w oparciu o dane z miast o podobnym klimacie i strukturze miejskiej. (PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ zan/