Wie viele Bäume braucht man, um eine Stadt zu kühlen? Forscher entwickeln ein Tool zur Definition städtischer Überdachungsziele

Städte auf der ganzen Welt sind zunehmend gefährlicher Hitze ausgesetzt, da städtischer Beton und Asphalt den Temperaturanstieg verstärken. Baumpflanzprogramme sind eine beliebte, naturbasierte Möglichkeit, Städte zu kühlen, aber diese Initiativen basieren weitgehend auf Vermutungen und Hochrechnungen. Eine Studie, die am Montag in veröffentlicht wurde Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften bietet Stadtplanern und politischen Entscheidungsträgern ein neues Tool, mit dem sie spezifischere, wissenschaftlich fundierte Ökologisierungsziele auf Stadtebene festlegen können.

Die Studie wird von Jia Wang, Weiqi Zhou und Yuguo Qian von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften geleitet und von Steward Pickett, einem Stadtökologen am Cary Institute of Ecosystem Studies, mitverfasst.

„Bäume bieten Städten viele Vorteile, und die Kühlung ist einer davon“, erklärte Pickett. „Bäume kühlen gut, weil sie viel Wasser aus dem Boden in die Luft pumpen, und wenn dieses Wasser von der Oberfläche der Blätter verdunstet, absorbiert es viel Wärme. Es ist nur die Physik der Verdunstung. Auch der Schatten, den die Bäume spenden.“ hilft bei der Kühlung.

Bisher konzentrieren sich die meisten Studien zur Messung der Kühlwirkung von Stadtbäumen auf die hyperlokale Ebene, beispielsweise auf eine bestimmte Straße oder Nachbarschaft. Wenn sich beispielsweise das städtische Blätterdach um 1 % ausdehnt, können die Temperaturen in der Umgebung um 0,04 bis 0,57 Grad Celsius sinken.

„Es ist wertvoll, aber Planer und politische Entscheidungsträger denken an die ganze Stadt“, sagte Pickett. „Sie fragen: ‚Wie viel Baumbestand brauchen wir für die ganze Stadt?‘ Was passiert, wenn wir es größer machen? » Und diese Informationen sind nicht verfügbar. »

Es war unklar, ob die kleinräumigen Ergebnisse auf die Stadtebene übertragen werden konnten. Deshalb wollten die Forscher herausfinden, wie sich die Effizienz der Baumkühlung – die Temperatursenkung, die mit einer 1-prozentigen Zunahme der städtischen Baumbedeckung einhergeht – auf größere Gebiete auswirkt.

Das Team analysierte Satellitenbilder und Temperaturdaten von vier Städten mit sehr unterschiedlichem Klima: Peking und Shenzhen in China sowie Baltimore und Sacramento in den USA. Baltimore und Peking sind gemäßigt, Shenzhen ist subtropisch und Sacramento liegt in einer mediterranen Klimazone.

Zunächst teilten sie jede Stadt in Pixel auf, die ungefähr der Größe eines Stadtblocks entsprachen. Für jedes Pixel maßen sie die Bodenoberflächentemperatur und die von Bäumen bedeckte Fläche. Anschließend führten sie dieselben Analysen in immer größeren Teilen jeder Stadt durch, die sich über die Nachbarschaftsebene, die Stadtebene und darüber hinaus erstreckten. Schließlich berechneten sie, wie sich die mathematische Beziehung zwischen Grünflächen und Temperatur (Kühleffizienz) auf verschiedenen Skalen entwickelte.

Insgesamt stellte das Team fest, dass die Kühleffizienz städtischer Bäume in größerem Maßstab zunahm. Bei größeren Einheiten geschah dies jedoch langsamer. In Peking beispielsweise senkt eine 1-prozentige Erhöhung der Überdachung auf Stadtebene die Temperatur um etwa 0,06 Grad, während eine 1-prozentige Erhöhung der Überdachung auf Stadtebene die Temperatur um etwa 0,18 Grad senken könnte.

Der zusätzliche Nutzen in größerem Maßstab scheint aus der Möglichkeit zu resultieren, große Gruppen von Bäumen einzubeziehen, die über eine größere Kühlkapazität verfügen.

Mit größerer Klarheit über die Beziehungen zwischen Fläche, Baumbestand und Abkühlungseffekten ermöglicht das Papier die Vorhersage von Abkühlungseffekten auf der gesamten Stadtebene und stellt ein wertvolles Instrument für Manager dar, um Ziele für die städtische Waldbedeckung festzulegen, um extreme Hitze zu reduzieren.

Co-Autor Weiqi Zhou bemerkt: „Wir haben herausgefunden, dass die Kühleffizienz einem Leistungsgesetz folgt, und zwar in Größenordnungen von nur 120 mal 120 Metern bis hin zu Regionen, die so groß sind wie ganze Stadtregionen.“ Der Zusammenhang gilt für alle vier untersuchten Städte, die sich in sehr unterschiedlichen Klimazonen befinden. Dies legt nahe, dass damit die Menge an zusätzlichem Baumbestand vorhergesagt werden könnte, die erforderlich ist, um bestimmte Hitzeschutz- und Klimaanpassungsziele in Städten auf der ganzen Welt zu erreichen.

Beispielsweise schätzen die Autoren, dass die Stadt Baltimore die Landoberflächentemperaturen um 0,23 °C senken könnte, wenn sie den Baumbestand um 1 % erhöhen würde. Um eine Abkühlung von 1,5 °C zu erreichen, müssten sie die Waldfläche um 6,39 % erhöhen.

Während das Papier wichtige Informationen für die Entscheidungsfindung auf kommunaler Ebene liefert, warnt Pickett, dass Stadtplaner möglicherweise auch in kleineren Maßstäben arbeiten müssen, um sicherzustellen, dass städtische Bäume – und ihr potenzieller Nutzen – gleichmäßig in der Stadt verteilt werden mit dem Kauf der Community. -In.

„Dieses Dokument sagt Ihnen nicht, wo Sie die Bäume platzieren sollen“, sagte Pickett. „Es handelt sich um eine andere Art der Analyse, die viel mehr soziale Informationen und die Einbeziehung von Gemeinschaften oder einzelnen Eigentümern beinhalten sollte.“

Pickett schlug vor, dass die nächsten Schritte darin bestehen könnten, die Analyse auf andere Städte mit unterschiedlichen Klimazonen auszudehnen und zu untersuchen, wie gut diese naturbasierte Lösung in Zukunft funktionieren wird, da der Klimawandel einige Gebiete wärmer und trockener macht.