Ian Smith, Lucy Hutyra
عندما ترتفع درجة الحرارة في الصيف، يمكن أن تبدأ المدن في الشعور وكأنها فرن، حيث تحبس المباني والأرصفة حرارة الشمس وتطلق المركبات ومكيفات الهواء المزيد من الحرارة في الهواء.
يمكن أن تكون درجة الحرارة في حي حضري به عدد قليل من الأشجار أعلى بأكثر من 5.5 درجة مئوية مما هي عليه في الضواحي القريبة. وهذا يعني أن تكييف الهواء يعمل بجهد أكبر، مما يجهد الشبكة الكهربائية ويجعل المجتمعات عرضة لانقطاع التيار الكهربائي.
هناك بعض الخطوات المثبتة التي يمكن للمدن اتخاذها للمساعدة في تبريد الهواء، زراعة الأشجار التي توفر الظل والرطوبة، على سبيل المثال، أو إنشاء أسطح باردة تعكس الطاقة الشمسية بعيدًا عن الحي بدلاً من امتصاصها.
ولكن هل تؤتي هذه الخطوات ثمارها في كل مكان؟
نحن ندرس مخاطر الحرارة في المدن كعلماء بيئة حضرية، وقمنا باستكشاف تأثير زراعة الأشجار والأسطح العاكسة في مدن مختلفة وأحياء مختلفة عبر المدن. ما نتعلمه يمكن أن يساعد المدن وأصحاب المنازل على أن يكونوا أكثر استهدافًا في جهودهم للتغلب على الحرارة.
روعة الأشجار
توفر الأشجار الحضرية دفاعًا طبيعيًا ضد ارتفاع درجات الحرارة. فهي تلقي الظل وتطلق بخار الماء من خلال أوراقها، وهي عملية تشبه التعرق البشري. وهذا يبرد الهواء المحيط ويقلل من حرارة بعد الظهر.
يمكن أن تحدث إضافة الأشجار إلى شوارع المدينة والحدائق والساحات السكنية فرقًا كبيرًا في مدى حرارة الحي، حيث تكون الكتل التي تحتوي على مظلات شجرية أكثر برودة بحوالي 1.7 درجة مئوية من الكتل التي لا تحتوي على أشجار.
لكن زراعة الأشجار ليست دائمًا بسيطة.
في المدن الحارة والجافة، غالبًا ما تتطلب الأشجار الري للبقاء على قيد الحياة، مما قد يجهد موارد المياه المحدودة بالفعل. يجب أن تبقى الأشجار على قيد الحياة لعقود لتنمو بما يكفي لتوفير الظل وإطلاق ما يكفي من بخار الماء لخفض درجات حرارة الهواء.
يمكن أن تتجاوز تكاليف الصيانة السنوية، حوالي 900 دولار أميركي لكل شجرة سنويًا في بوسطن، استثمار الزراعة الأولي.
الأكثر تحديًا من ذلك كله، أن الأحياء الحضرية الكثيفة حيث تكون الحرارة أكثر شدة غالبًا ما تكون مكتظة جدًا بالمباني والطرق بحيث لا يمكن زراعة المزيد من الأشجار.
كيف يمكن للأسطح الباردة أن تساعد في الأيام الحارة؟
خيار آخر هو “الأسطح الباردة”. يتيح طلاء أسطح المنازل بطلاء عاكس أو استخدام مواد فاتحة اللون للمباني أن تعكس المزيد من ضوء الشمس مرة أخرى إلى الغلاف الجوي بدلاً من امتصاصه كحرارة.
يمكن لهذه الأسطح أن تخفض درجة الحرارة داخل مبنى سكني بدون تكييف هواء بحوالي 1 إلى 3.3 درجة مئوية، ويمكن أن تقلل من ذروة الطلب على التبريد بنسبة تصل إلى 27% في المباني المكيفة، حسبما وجدت إحدى الدراسات. يمكنها أيضًا توفير راحة فورية عن طريق تقليل درجات الحرارة الخارجية في المناطق المكتظة بالسكان. كما أن تكاليف الصيانة أقل من توسيع الغابات الحضرية.
ومع ذلك، مثل الأشجار، تأتي الأسطح الباردة بحدود. تعمل الأسطح الباردة بشكل أفضل على الأسطح المسطحة مقارنة بالأسطح المائلة ذات الألواح، حيث غالبًا ما تكون الأسطح المسطحة مغطاة بالمطاط الذي يحبس الحرارة وتتعرض لأشعة الشمس المباشرة لفترة أطول خلال فترة ما بعد الظهر.
لدى المدن أيضًا عدد محدود من الأسطح التي يمكن تحديثها. وفي المدن التي تحتوي بالفعل على العديد من الأسطح ذات الألوان الفاتحة، قد تساعد بضعة أسطح إضافية في خفض تكاليف التبريد في تلك المباني، لكنها لن تفعل الكثير للحي.
من خلال الموازنة بين المفاضلات في كلتا الاستراتيجيتين، يمكن للمدن تصميم خطط خاصة بالموقع للتغلب على الحرارة.
اختيار المزيج الصحيح من حلول التبريد
اتخذت العديد من المدن حول العالم خطوات للتكيف مع الحرارة الشديدة، من خلال برامج زراعة الأشجار والأسطح الباردة التي تنفذ متطلبات الانعكاسية أو تحفز اعتماد الأسطح الباردة.
في ديترويت، زرعت المنظمات غير الربحية أكثر من 166,000 شجرة منذ عام 1989. وفي لوس أنجلوس، تتطلب قوانين البناء الآن أن تستوفي أسطح المنازل الجديدة معايير انعكاسية محددة.
في دراسة حديثة، قمنا بتحليل إمكانات بوسطن لخفض الحرارة في الأحياء الضعيفة في جميع أنحاء المدينة. وتوضح النتائج كيف يمكن لاستراتيجية متوازنة ومراعية للميزانية أن تحقق فوائد تبريد كبيرة.
على سبيل المثال، وجدنا أن زراعة الأشجار يمكن أن تبرد الهواء بنسبة 35% أكثر من تركيب الأسطح الباردة في الأماكن التي يمكن فيها زراعة الأشجار بالفعل.
ومع ذلك، فإن العديد من أفضل الأماكن للأشجار الجديدة ليست في الأحياء التي تحتاج إلى المساعدة. في هذه الأحياء، وجدنا أن الأسطح العاكسة كانت الخيار الأفضل.
من خلال استثمار أقل من 1% من الميزانية التشغيلية السنوية للمدينة، حوالي 34 مليون دولار أميركي، في 2500 شجرة جديدة و 3000 سقف بارد تستهدف المناطق الأكثر عرضة للخطر، وجدنا أن بوسطن يمكن أن تقلل التعرض للحرارة لما يقرب من 80 ألف ساكن. وستؤدي هذه النتائج إلى خفض درجات حرارة الهواء بعد الظهر في الصيف بأكثر من 0.6 درجة مئوية في تلك الأحياء.
بينما قد يبدو هذا الانخفاض متواضعًا، فقد وجد أن الانخفاضات بهذا الحجم تقلل بشكل كبير من الأمراض والوفيات المرتبطة بالحرارة، وتزيد من إنتاجية العمل، وتقلل من تكاليف الطاقة المرتبطة بتبريد المباني.
لن تستفيد كل مدينة من نفس المزيج. يشمل المشهد الحضري في بوسطن العديد من الأسطح المسطحة السوداء التي تعكس حوالي 12% فقط من ضوء الشمس، مما يجعل الأسطح الباردة التي تعكس أكثر من 65% من ضوء الشمس تدخلًا فعالًا بشكل خاص. تتمتع بوسطن أيضًا بموسم نمو رطب نسبيًا يدعم مظلة شجرية حضرية مزدهرة، مما يجعل كلا الحلين قابلين للتطبيق.
في الأماكن التي تحتوي على أسطح مسطحة وداكنة أقل ملاءمة لتحويلها إلى أسطح باردة، قد توفر زراعة الأشجار قيمة أكبر. وعلى العكس من ذلك، في المدن التي لا يوجد بها مساحة كبيرة للأشجار الجديدة أو حيث تحد الحرارة الشديدة والجفاف من بقاء الأشجار، قد تكون الأسطح الباردة هي الخيار الأفضل.
مع ازدياد وتيرة وشدة الحرارة الحضرية بسبب تغير المناخ، تمتلك المدن أدوات قوية لخفض درجة الحرارة. ومع بعض الاهتمام بما هو موجود بالفعل وما هو ممكن، يمكنهم إيجاد الاستراتيجية الصحيحة والمراعية للميزانية التي ستقدم فوائد التبريد للجميع.
المصدر: theconversation
