Естественный кондиционер природы: как городские леса снижают волны жары в Корее и какие деревья охлаждают больше всего

В августе, под кронами городских лесов Сеула, термометры показывали температуру на фоне опорных застроенных поверхностей на минимуме около 1,8 °C ниже. Свежесть сохранялась и ночью, когда бетон и асфальт медленно отдавали накопленное за день тепло.

Исследование проводили учёные Национального института лесных наук Южной Кореи, установив датчики температуры и влажности на 17 участках столицы: хвойные, лиственные и смешанные леса, парки с древесной растительностью, лужайки и небольшие зелёные островки, окружённые дорогами. Полученные данные дают больше, чем простой вывод «сажаем деревья, потому что полезно»: структура растительности существенно влияет на итоговый эффект.

Данные относятся к исследованию, опубликованному в 2023 году в журнале PLOS ONE, которое в эти дни вновь набирает обороты на фоне новых волн жары в Корее. Исследование не фиксирует именно последнюю сезонность, но даёт конкретную меру того, как именно структура зелёного города может влиять на температуру.

Газон прогревается, лес сохраняет прохладу

Разные зелёные зоны вели себя по-разному. С конца весны до осени лиственные и смешанные леса демонстрировали большую способность к охлаждению по сравнению с хвойными. В летние месяцы хвойные оказались примерно на 1,2 °C прохладнее по отношению к опорному эталону; леса с более разнообразными и развитым canopy показывали ещё большую редукцию.

Газон же демонстрировал довольно нестабильную термическую динамику. Не имея деревьев, которые могли бы заслонить солнце, температура быстро поднималась после рассвета и столь же быстро опускалась после заката. В самые жаркие часы он offeringил гораздо меньшую защиту по сравнению с зоной, находящейся под кронами.

Участки с клумбами вдоль разделительных полос также показали свои пределы. Хотя там присутствовали деревья и кустарники, их окружали дороги и непроницаемые поверхности, и во многие периоды года они регистрировали температуры, порой выше, чем у référence-станции. Небольшой зелёный сектор, встроенный в асфальт, остаётся всё ещё зелёным фрагментом в каменной среде.

Разница хорошо заметна, если считать наиболее жаркие дни. На участках, мониторинг которых велся летом, дни с максимумом выше 33 °C составили 14 на газоне, 10 на островке-ограждении, 6 на станции отслеживания и 4 в парке. В лиственных и смешанных лесах таких дней было зафиксировано лишь один.

Это данные, собранные в конкретных местах и за один год наблюдений: они не означают, что любой городской лес автоматически компенсирует тринадцать жарких дней. Они показывают же, насколько Cover, плотность кроны и контекст окружающей среды имеют значение.

Как деревья охлаждают воздух

Первый механизм — самый простой для собственного опыта: тень. Кроны перехватывают часть солнечного излучения на уровне листьев ещё до попадания лучей на землю, стены и покрытия, тем самым ограничивая тепло, которое затем отдают окружающей среде.

Второй — через влагу. Через транспирацию листья выделяют пар и используют часть энергии из окружающей среды, чтобы испарить эту влагу. Это эвапотранспирация — своего рода биологический кондиционер, который работает лучше при здоровой растительности, достаточном количестве воды и многоярусном развитии.

Поэтому учёные считают наиболее эффективной конструкцию, состоящую из высоких деревьев, промежуточной растительности и кустарников. Не просто декоративная геометрия стволов в квадратах сухой земли, а небольшое растительное сообщество, способное создавать тень, дышать и защищать почву.

Преимущество сохраняется и в тропические ночи

У мониторируемых лесов ночная температура оставалась в среднем на 1,3–1,6 °C ниже по сравнению с серыми сооружениями в течение года. Эффект летом был немного менее выраженным, потому что и зелёные насаждения нагружали энергию в дневное время, но продолжали сохранять эффект.

Разница связана с тем, как материалы управляют теплом. Дороги, здания и тротуары накапливают его и медленно отдают после заката. Зелёные зоны накапливают меньше тепла и поддерживают более умеренные колебания. Важная деталь в тропические ночи, когда минимальная температура остаётся выше 25 °C, и телу всё чаще не удаётся восстановиться после дневной жары.

Исследование не измеряло госпитальные выписки, смертность или прямые санитарные преимущества, и не позволяет напрямую перенести 1,8 °C из Сеула в Рим, Милан или Палермо. Климат, доступность воды, вид растений, почва, размеры и форма зданий влияют на итоговый результат. Но оно измеряло воздух целый год, в одно и то же время и в разных типах городского зелёного пространства, избегая опоры исключительно на поверхностные температуры, фиксируемые спутниками.

Урок для городов предельно конкретен: считать количество деревьев мало, если они стоят порознь, без пространства для корней и окружённые раскалённой поверхностью. Нужно непрерывное покровительство кроны, подходящие виды, проницаемые почвы и достаточное количество воды для поддержания жизни растений. Естественный кондиционер существует. Но и его нужно проектировать и, главное, поливать.

«Городские леса являются фундаментальными зелёными инфраструктурами, которые защищают жителей от резких волн летней жары, а леса с несколькими ярусами лиственных и смешанных пород демонстрируют исключительные свойства охлаждения», — сообщил Чой Су‑мин, исследователь Центра исследований городских лесов института. «В будущем городские планировщики должны активно интегрировать эти конкретные растительные структуры в проектирование парков и зелёных зон города»