每年夏天，世界各地的空調(diào)都會(huì)開足馬力，對(duì)抗不斷攀升的氣溫。人們?cè)缇驼J(rèn)識(shí)到，城市有自己的“小氣候”，通常比周圍的農(nóng)村地區(qū)更溫暖，這就是“城市熱島效應(yīng)”。
全球變暖使地球溫度升高，“城市熱島效應(yīng)”變得越來越嚴(yán)重。城市規(guī)劃者們正在尋找減輕“城市熱島效應(yīng)”的方法，其中一種就是種樹。
那么問題來了，到底需要多少棵樹，才能讓一個(gè)街區(qū)的日間氣溫驟降，并在夜間保持涼爽？你可能會(huì)說：當(dāng)然越多越好。不過，對(duì)城市規(guī)劃師而言，找出這個(gè)問題的精確答案相當(dāng)重要。
威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校的研究人員對(duì)麥迪遜市不同樹木覆蓋度街區(qū)進(jìn)行了溫度測試，測量分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)：一個(gè)城市街區(qū)至少需要40%的樹木覆蓋率，這樣才會(huì)有明顯的溫差。這項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在近日的《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。
綠色遮陽傘
樹木被稱為“大自然的空調(diào)”，在世界各地的城市，人們經(jīng)常種植樹木來幫助控制溫度，減輕“城市熱島效應(yīng)”的影響。大樹底下好乘涼，城市樹木的樹冠就像一把遮陽傘，可以在太陽輻射到達(dá)地面之前將攔截大部分輻射熱，最高攔截率可能高達(dá)90%，而當(dāng)陽光照射到樹冠上，水分會(huì)從樹葉上蒸發(fā)達(dá)到冷卻的效果，這和汗水蒸發(fā)冷卻我們皮膚是一個(gè)道理。
樹木也可以使建筑物降溫，尤其是當(dāng)樹木種植在建筑東面或西面時(shí)，樹木的陰影可以防止太陽輻射穿透窗戶或加熱外墻。有研究稱，樹蔭可以將獨(dú)立式住宅的空調(diào)成本降低20%到30%。另一方面，我們感覺有多“溫暖”并不完全取決于當(dāng)?shù)氐臍鉁兀瑫r(shí)也取決于我們向周圍環(huán)境吸收和發(fā)射了多少電磁輻射。
威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，在城市街區(qū)，至少需要40%的樹冠覆蓋來抵消瀝青的變暖效應(yīng)。覆蓋范圍擴(kuò)大顯然會(huì)帶來更多的降溫效應(yīng)，但即便是在不到一半的街道被遮擋的情況下，城市也能看到實(shí)際的好處。
當(dāng)然，這只是一個(gè)整體數(shù)字。樹木的降溫效果與不透水地面的面積也有關(guān)。一般在路面四分之三區(qū)域有樹蔭遮擋時(shí)，降溫可以超過2.5℃，但在以瀝青為主的街區(qū)，大多只能減少0.5~1.0°C。
從可操作性來講，大多數(shù)城市的規(guī)劃者不太可能大規(guī)模拆除瀝青路面，所以增加樹木覆蓋面積可能是一個(gè)城市降溫的良選。另外，在城市的街區(qū)公園或綠化帶，草木結(jié)合效果可能更好。雖然道路、人行道和建筑物白天吸收熱量，晚上釋放熱量，但是相當(dāng)數(shù)量的灌木和草坪可以遮擋這些表面的陽光。慕尼黑工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，由于樹木的存在，周圍的土壤更加濕潤，草通過水分蒸發(fā)散發(fā)額外的熱量，從而降低了地面附近的溫度。
樹木是城市的福音
聯(lián)合國發(fā)布的《2018年版世界城鎮(zhèn)化展望》中指出，目前世界上有55%的人口居住在城市地區(qū)，到2050年，這一比例預(yù)計(jì)將增加到68%。雖然這些人經(jīng)常依靠城市外部的自然資源來獲得食物和娛樂，但城市內(nèi)部的自然資源可以通過城市森林的形式為城市居民提供巨大的“福利”。城市森林包括居民后院的一棵樹、街道兩旁的一排樹或公園里的一片林區(qū)，將這些區(qū)域與其他樹木連接起來，擴(kuò)大了城市森林的規(guī)模。
《生態(tài)模型》（Ecological modeling）上發(fā)表的一項(xiàng)研究中稱，在大城市中多種植20%的樹木，將使城市森林的效益翻番，如減少污染、增加碳封存和減少能源浪費(fèi)。這項(xiàng)由意大利那不勒斯帕特諾普大學(xué)開展的研究報(bào)告稱，城市規(guī)劃者、居民和其他利益攸關(guān)方應(yīng)該開始在城市內(nèi)部尋找自然資源，并通過種植更多的樹木來保護(hù)城市地區(qū)的自然環(huán)境。
研究小組估算了五大洲1000個(gè)大城市目前的樹木覆蓋率，研究了城市森林能通過消除空氣污染、節(jié)約能源和提供食物，給人類帶來每年超過5億美元的潛在價(jià)值。同時(shí)他們也驚奇地發(fā)現(xiàn)，每座城市都有潛力再增加20%的森林冠層覆蓋率。
城市天氣的好壞也被認(rèn)為與城市森林覆蓋率有關(guān)聯(lián)。
另一項(xiàng)有意思的研究發(fā)現(xiàn)，即使是一棵城市樹木，也能幫助減緩風(fēng)速，讓行人在街上行走時(shí)感到舒適。而失去哪怕是一棵樹木，也會(huì)增加附近建筑物的風(fēng)壓，并推高采暖成本。研究人員利用計(jì)算機(jī)模擬來確定不同的場景——沒有樹、光禿禿的樹和滿是樹葉的樹，分別如何影響單個(gè)街道和房屋周圍的氣流和熱量模式。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，把所有的樹都砍掉可以使風(fēng)速增加兩倍，這將對(duì)走在街上的人產(chǎn)生明顯影響。例如，15公里/小時(shí)的風(fēng)速是令人舒爽的，而變成30公里/小時(shí)就沒那么輕松了。
移除建筑周圍所有的樹木會(huì)使建筑在冬季采暖耗能增加10%，夏季空調(diào)耗能增加15%。研究人員將模擬的場景與10年來從溫哥華附近一座30米高的研究塔中測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使是在冬天，光禿禿的樹木也能調(diào)節(jié)氣流和風(fēng)壓，營造更舒適的環(huán)境。
前人種樹后人乘涼
當(dāng)然，樹木給人類帶來的好處不止于此。它們提供涼爽的樹蔭，阻擋寒冷的冬季風(fēng)，吸引鳥類和野生動(dòng)物，凈化空氣，防止土壤侵蝕，清潔水源，同時(shí)也為我們的家園和社區(qū)增添一抹風(fēng)景。在正確的地方種植正確的樹木可以節(jié)約能源，既可以減少能源賬單，同時(shí)又有助于對(duì)抗全球變暖。
2019年2月12日，美國國家航空航天局（NASA）發(fā)了一條令人振奮的推特：相比20年前，世界變得更“綠”了。根據(jù)衛(wèi)星顯示，中國和印度在其中起到了主導(dǎo)作用。地球現(xiàn)在每年新增綠化面積超過200萬平方英里，與本世紀(jì)初相比增長了5%，相當(dāng)于多出了一個(gè)亞馬孫雨林的覆蓋面積。中國和印度兩個(gè)人口大國，正在通過植樹造林和發(fā)展農(nóng)業(yè)引領(lǐng)著地球的綠化。
這些“綠色面膜”的增加，未來或許能為人們帶來更加涼爽的夏日。希望通過科學(xué)家們后續(xù)的不斷研究，為人類減緩地球升溫的步伐提供更多的方法。
