زراعة الأشجار في المكان الخطأ قد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المدن

 الأراضي المقدسة الخضراء / GHLands

توفر الأشجار فوائد تبريد لا يمكن إنكارها أثناء النهار من خلال توفير الظل وتقليل الحرارة من خلال التبخر، ومع ذلك، تكشف الأبحاث الجديدة أنه في الليل، يمكن لمظلات الأشجار أن تحبس الحرارة وتزيد من درجات الحرارة.

وتؤكد الدراسة التي أجراها علماء من جامعة كامبريدج، على أهمية التخطيط الاستراتيجي عند دمج الأشجار في المناظر الطبيعية الحضرية لمكافحة الإجهاد الحراري بشكل فعال.

قالت الدكتورة رونيتا باردان، الأستاذة المساعدة في جامعة كامبريدج: “تلعب الأشجار دورًا حاسمًا في تبريد المدن، ولكننا بحاجة إلى زراعتها بشكل أكثر استراتيجية لتحقيق أقصى قدر من الفوائد التي يمكن أن توفرها”.

تسخير فوائد الأشجار الحضرية في التبريد للتخفيف من آثار جزيرة الحرارة الحضرية

ارتفاع درجات الحرارة والضغط الحراري الحضري

أصبح الإجهاد الحراري في المناطق الحضرية مصدر قلق عالمي مرتبط بقضايا الصحة وزيادة الطلب على الطاقة وعدم المساواة الاجتماعية وتحديات البنية التحتية.

وقد لجأت العديد من المدن إلى زراعة الأشجار كاستراتيجية للتخفيف من آثار تغير المناخ. ومع ذلك، تحذر الدراسة من أن الأنواع الخاطئة أو المواقع السيئة قد تلغي هذه الفوائد.

من خلال تحليل 182 دراسة تغطي 17 مناخًا و110 مدينة، أجرى الباحثون أول تقييم عالمي لتبريد الأشجار في المناطق الحضري، تسلط النتائج الضوء على التفاعل المعقد بين أنواع الأشجار وتخطيطات المناطق الحضرية والمناخات المحلية.

الأشجار وامتصاص الكربون

ديناميكيات التبريد النهاري والليلي

تعمل الأشجار على تبريد المدن أثناء النهار عن طريق حجب الإشعاع الشمسي، وتبخير الماء من خلال أوراقها، والتأثير على تدفق الهواء بأوراقها.

في الليل، يمكن لمظلات الأشجار احتجاز الإشعاع الموجي الطويل من الأرض، مما يؤدي إلى تأثير الاحتباس الحراري.

تختلف هذه الظاهرة، الناجمة عن المقاومة الديناميكية الهوائية وإغلاق الثغور (استجابة للحرارة والجفاف)، بشكل كبير عبر المناخات.

تنوع الأشجار

تأثيرات التبريد والتدفئة المرتبطة بالمناخ

وكشف التحليل أن الأشجار الحضرية توفر درجات متفاوتة من التبريد والتدفئة اعتمادًا على المناخ:

المناخات الاستوائية الرطبة والجافة: تعمل الأشجار على تبريد المدن بما يصل إلى 12 درجة مئوية (21.6 درجة فهرنهايت) ولكنها تعمل على رفع درجة حرارتها بمقدار 0.8 درجة مئوية (1.44 درجة فهرنهايت) في الليل.

المناخات الجافة: وصل التبريد إلى أكثر من 9 درجات مئوية (16.2 درجة فهرنهايت)، في حين بلغ الاحترار الليلي 0.4 درجة مئوية (0.72 درجة فهرنهايت).
المناخات المعتدلة: بلغ التبريد أثناء النهار 6 درجات مئوية (10.8 درجة فهرنهايت)، مع تأثير الاحترار الليلي 1.5 درجة مئوية (2.7 درجة فهرنهايت).
مناخ الغابات المطيرة الاستوائية: انخفض التبريد إلى 2 درجة مئوية (3.6 درجة فهرنهايت)، مع ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 0.8 درجة مئوية (1.44 درجة فهرنهايت) في الليل.

المساحات الخضراء

زراعة الأشجار بشكل استراتيجي لتحقيق أقصى قدر من التبريد

حققت المدن ذات التصميمات الحضرية المفتوحة وأنواع الأشجار المختلطة (دائم الخضرة ونفضية الأوراق) نتائج تبريد أفضل، وخاصة في المناخات المعتدلة والاستوائية. توفر الأنواع المختلطة التظليل الموسمي والتبريد ثلاثي الأبعاد.

وفي المناطق القاحلة، شهدت المناطق الحضرية المدمجة (مثل القاهرة ودبي) التي تضم أشجارًا دائمة الخضرة فوائد تبريد كبيرة. كما سمحت المساحات المفتوحة في المدن المنخفضة الارتفاع بوجود مظلات أشجار أكبر، مما أدى إلى تعزيز التبريد بمقدار 0.4 درجة مئوية.

وأشار الدكتور باردان إلى أن “دراستنا تقدم إرشادات خضراء محددة السياق لمخططي المدن لتسخير تبريد الأشجار بشكل أكثر فعالية في مواجهة الاحتباس الحراري العالمي”.

المساحات الخضراء

مطابقة الأشجار للميزات الحضرية

وأكدت الدراسة على أهمية التوافق بين أنواع الأشجار والخصائص الحضرية، حيث تؤثر عوامل مثل اتجاه الشارع ونسبة السماء المرئية ونسبة العرض إلى الارتفاع على فعالية تبريد الأشجار.

في المناطق الحضرية المدمجة ذات درجات الحرارة المرتفعة، يمكن للغطاء المفرط للأشجار أن يحبس الحرارة عند مستويات المشاة.

ويوصي الباحثون باستخدام استراتيجيات الأنواع الضيقة والزراعة المتفرقة في مثل هذه المناطق.

التوزيع الجغرافي لدراسات تخفيف حرارة الأشجار في المناطق الحضرية

ما وراء الأشجار: حلول لتبريد المناطق الحضرية

ورغم قيمة الأشجار، فإن الدراسة التي أجرتها جامعة كامبريدج تحث على الاعتماد على استراتيجيات تكميلية مثل التظليل الشمسي والمواد العاكسة. وتعمل هذه الحلول على تعزيز تبريد المناطق الحضرية دون التأثيرات غير المقصودة المترتبة على وضع الأشجار بشكل سيئ.

ولمساعدة مخططي المدن، قام الباحثون بتطوير خريطة تفاعلية وقاعدة بيانات. وتساعد هذه الأداة في تقدير فعالية التبريد استنادًا إلى البيانات من المدن ذات المناخات والخصائص الحضرية المماثلة.

تقييم إمكانات التبريد للأشجار الحضرية

وقال الدكتور باردان: “يجب على مخططي المدن التخطيط للمناخات الأكثر دفئًا في المستقبل من خلال اختيار الأنواع المرنة التي ستستمر في الازدهار والحفاظ على فوائد التبريد”.

باختصار، يمكن لزراعة الأشجار الاستراتيجية أن تخفف بشكل كبير من الضغوط الناجمة عن ارتفاع درجات الحرارة في المناطق الحضرية، ولكن الدراسة المتأنية أمر ضروري.

إن اختيار الأنواع المناسبة، وزراعتها في المواقع المثالية، ودمج الحلول التكميلية يمكن أن يضمن حصول المدن على أقصى قدر من فوائد التبريد مع تقليل العواقب غير المقصودة .

زراعة الأشجار في المدن الصحراوية

قوة التبريد للأشجار

توفر الأشجار الكبيرة الناضجة فوائد تبريد أكبر بسبب مظلاتها الواسعة، والتي تحجب أشعة الشمس وتسهل معدلات التبخر العالية.

تعتبر الأشجار ذات الأوراق العريضة فعالة بشكل خاص، حيث توفر مزيدًا من الظل وتبخر المياه مقارنة بالأشجار ذات الأوراق الإبرية.

زراعة الأشجار في المدن

وعند زراعتها في مجموعات، تخلق الأشجار تأثيرًا تبريديًا تآزريًا من خلال تعزيز دوران الهواء وتوفير الظل على نطاق واسع.

ويساهم القرب من المسطحات المائية في تعزيز تأثيرات التبريد، حيث يعمل الجمع بين ظلال الأشجار والتبخر من أسطح المياه على خلق مناخات محلية أكثر برودة.

غالبًا ما تتفوق الأنواع المحلية على الأنواع غير المحلية، لأنها تتكيف بشكل أفضل مع المناخات والظروف المحلية.

الترابطات الخفية بين المناخ الخلفي، وسمات الأشجار،

توفر الأشجار دائمة الخضرة تبريدًا طوال العام، وخاصة في المناطق التي تشهد تغيرات موسمية أقل وضوحًا، بالإضافة إلى ذلك، يؤثر لون الأوراق على التبريد، حيث تمتص الأوراق ذات اللون الفاتح حرارة أقل، تلعب جذور الأشجار أيضًا دورًا، حيث تعمل على تبريد التربة ودعم النظم البيئية الأكثر صحة .

يساهم مزيج متنوع من أنواع الأشجار في تعزيز الغابات الحضرية، مما يجعلها أكثر قدرة على مقاومة الآفات ويضمن فوائد التبريد طويلة الأمد.

نُشرت الدراسة في مجلة Communications Earth & Environment