每年夏天，绝大多数地区的空调都会开足马力，对抗不断攀升的气温。人们早就认识到，城市有自己的 " 小气候 "，通常比周围的农村地区更温暖，即 " 城市热岛效应 "。
全球变暖使地球温度升高，" 城市热岛效应 " 变得越来越严重。城市规划者们正在寻找减轻 " 城市热岛效应 " 的方法，其中一种就是种树。
那么问题来了，到底需要多少棵树，才能让一个街区的日间气温骤降，并在夜间保持凉爽？你可能会说：当然越多越好。不过，对城市规划师而言，找出这个问题的精确答案相当重要。
威斯康辛大学麦迪逊分校的研究人员，对麦迪逊市不同树木覆盖度的街区进行了温度测试，测量分析结果发现：一个城市街区至少需要 40% 的树木覆盖率，才会有明显的温差。这项研究结果发表在近日的《美国国家科学院院刊》 ( PNAS ) 上。
绿色遮阳伞
树木被称为 " 大自然的空调 "，在世界各地的城市，人们经常种植树木来帮助控制温度，减轻 " 城市热岛效应 " 的影响。
大树底下好乘凉，城市树木的树冠就像一把遮阳伞，可以在太阳辐射到达地面之前将拦截大部分辐射热，最高拦截率可能高达 90%，而当阳光照射到树冠上，水分会从树叶上蒸发达到冷却的效果，这和汗水蒸发冷却我们皮肤是一个道理。
树木也可以使建筑物降温，尤其是当树木种植在建筑东面或西面时，树木的阴影可以防止太阳辐射穿透窗户或加热外墙。有研究称，树荫可以将独立式住宅的空调成本降低 20% 到 30%。另一方面，我们感觉有多 " 温暖 " 并不完全取决于当地的气温，同时也取决于我们向周围环境吸收和发射了多少电磁辐射。
威斯康辛大学麦迪逊分校的研究人员发现，在城市街区，至少需要 40% 的树冠覆盖来抵消沥青的变暖效应。覆盖范围扩大显然会带来更多的降温效应，但即便是在不到一半的街道被遮挡的情况下，城市也能看到实际的好处。当然，这只是一个整体数字。树木的降温效果与不透水地面的面积也有关。一般在路面四分之三区域有树荫遮挡时，降温可以超过 2.5 ℃，但在以沥青为主的街区，大多只能减少 0.5 ℃到 1.0 ° C。
从可操作性来讲，大多数城市的规划者不太可能大规模拆除沥青路面，所以增加树木覆盖面积可能是一个城市降温的良选。另外，在城市的街区公园或绿化带，草木结合效果可能更好。虽然道路、人行道和建筑物白天吸收热量，晚上释放热量，但是相当数量的灌木和草坪可以遮挡这些表面的阳光。慕尼黑工业大学的科学家发现，由于树木的存在，周围的土壤更加湿润，草通过水分蒸发散发额外的热量，从而降低了地面附近的温度。
树木是城市的福音
联合国发布的《2018 年版世界城镇化展望》中指出，目前世界上有 55% 的人口居住在城市地区，到 2050 年，这一比例预计将增加到 68%。虽然这些人经常依靠城市外部的自然资源来获得食物和娱乐，但城市内部的自然资源可以通过城市森林的形式，为城市居民提供巨大的 " 福利 "。城市森林包括居民后院的一棵树、街道两旁的一排树或公园里的一片林区，将这些区域与其他树木连接起来，扩大了城市森林的规模。
《生态模型》 ( Ecological modeling ) 上发表的一项研究称，在大城市中多种植 20% 的树木，将使城市森林的效益翻番，如减少污染、增加碳封存和减少能源浪费。这项由意大利那不勒斯帕特诺普大学开展的研究报告称，城市规划者、居民和其他利益攸关方应该开始在城市内部寻找自然资源，并通过种植更多的树木来保护城市地区的自然环境。
研究小组估算了五大洲一千个大城市目前的树木覆盖率，研究了城市森林能通过消除空气污染、节约能源和提供食物，给人类带来每年超过五亿美元的潜在价值。同时他们也惊奇地发现，每座城市都有潜力再增加 20% 的森林冠层覆盖率。
城市天气的好坏也被认为与城市森林覆盖率有千丝万缕的关联。另一项有意思的研究发现，即使是一棵城市树木，也能帮助减缓风速，让行人在街上行走时感到舒适；而失去哪怕是一棵树木，也会增加附近建筑物的风压，并推高采暖成本。研究人员利用计算机模拟来确定不同的场景——没有树、光秃秃的树和满是树叶的树，分别如何影响单个街道和房屋周围的气流和热量模式。结果发现，把所有的树都砍掉可以使风速增加两倍，这将对走在街上的人产生明显影响，例如，15 公里 / 小时的风速是令人舒爽的，而变成 30 公里 / 小时就没那么轻松了。
移除建筑周围所有的树木会使建筑在冬季采暖耗能增加 10%，夏季空调耗能增加 15%。研究人员将模拟的场景与 10 年来从温哥华附近一座 30 米高的研究塔中测量到的数据进行了比较，结果发现，即使是在冬天，光秃秃的树木也能调节气流和风压，营造更舒适的环境。
前人种树，后人乘凉
当然，树木给人类带来的好处不止于此。它们提供凉爽的树荫，阻挡寒冷的冬季风，吸引鸟类和野生动物，净化空气，防止土壤侵蚀，清洁水源，同时也为我们的家园和社区增添一抹风景。在正确的地方种植正确的树木可以节约能源，既可以减少能源账单，同时又有助于对抗全球变暖。
2019 年 2 月 12 日，NASA 发了一条令人振奋的推特：相比 20 年前，全球绿化面积有所提升。根据卫星显示，中国和印度在其中起到了主导作用。地球现在每年新增绿化面积超过 200 万平方英里，与本世纪初相比增长了 5%，相当于多出了一个亚马孙雨林的覆盖面积。
这些 " 绿色面膜 " 的增加，未来或许能为人们带来更加凉爽的夏日。希望通过科学家们后续的不断研究，为人类减缓地球升温的步伐提供更多的方法。
本文是授权转自我是科学家 IScientist。
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