I städer, människor ersätter det naturliga markskyddet med tak, beläggning och andra konstgjorda material som är ogenomträngliga för vatten. Dessa ytor förändrar avsevärt hur marken absorberar och släpper ut energi och orsakar den urbana värmeöseffekten, ett fenomen där utvecklade områden blir hetare än närliggande landsbygdsområden. Eftersom klimatförändringarna driver många städer mot farliga temperaturer, planerare strävar efter att mildra överdriven värme.

En strategi är att ersätta konstgjorda ytor med vegetationstäckning. I vattenbegränsade regioner som Utah, en stat med en av de lägsta årliga nederbördsfrekvenserna i USA, kommuner måste balansera fördelarna med svalare temperaturer med att använda dyrbart vatten för bevattning.

En ny University of Utah-studie kommer att göra dessa beslut enklare för den halvtorra Salt Lake Valley, det största storstadsområdet i Utah som ligger i den norra delen av staten. Forskarna använde 60 sensorer för att analysera mikroklimatet på fem platser i dalen. De fann att stadsdelar som dominerades av ogenomträngliga ytor var varmare och torrare än stadsparkerna - upp till 2 grader varmare både dagtid och nattetid.

"Det är intuitivt - vi har alla stått på en parkeringsplats en varm sommardag, och du känner värmen från marken. Och när du står på en gräsmatta, det är svalare, "sa huvudförfattaren Carolina Gomez-Navarro, postdoktor vid U. "Men vi måste säkerhetskopiera intuition med data för att bestämma den bästa strategin för våra halvtorra städer."

Gomez-Navarro och teamet mätte temperaturen och luftfuktigheten i fem parker och i deras närliggande bostadsområden från juni till augusti 2016. De analyserade också hur det omgivande landskapet påverkade lufttemperaturen. Förvånande, de fann att gräsmattor reducerade dagtid och nattemperaturer ännu mer än träd gjorde. Medan träd ger skugga, gräsmattor och gräsgräs fungerar som en träskkylare - vatten rör sig genom växten, avdunstar från små hål i bladen och kyler luften.

Mycket av värmen som byggs upp under dagen försvinner på natten. Ju mer öppet landet, den bättre värmen kan komma ut i atmosfären. Ett område med många träd fungerar som ett växthus, fånga värme nära marken. Studien drog slutsatsen att en blandning av spridda träd och gräs är det mest effektiva sättet att kyla temperaturen i Salt Lake Valley.

"Att förstå hur marktäck påverkar temperaturen är avgörande för stadsplanerare att väga fördelarna och kostnaderna med landskapsdesign, "sa Gomez-Navarro." Detta land brukade vara en dal av buskar och bar jord. Varje vegetation vi lägger till kommer att behöva mycket bevattning och modifiera landskapet på många sätt. "

Tidningen publicerades den 13 oktober, 2020 i tidningen Jordbruks- och skogsmeteorologi .

Är gräset alltid grönare?

Gomez-Navarro fokuserade på fem parker och de intilliggande kvarteren i Salt Lake Valley:Hunter (nordväst), Lone Peak (sydost), Midvale City (södra centralen), Southridge (nordväst) och Sugar House (nordost). Varje plats hade 12 sensorer som mätte temperatur och luftfuktighet:sex i parken och sex i bostadsområdena. Gomez-Navarro analyserade markskydd med en diameter på 10 meter runt varje sensor med hjälp av satellitbilder för att uppskatta andelen tak, trottoar, träd eller gräs. Hon fann att ju mer gräsgräs i ett visst område, desto lägre temperatur.

Hon analyserade kåphöljet genom att ta bilder av himlen ovanför varje sensor med en fish eye -lins. Hon använde programvara som beräknade det område som träd hindrade himlen. Hon fann att ju öppnare landskapet är, desto varmare dagtemperatur. Ju mer kapellkåpa, desto mer nyans minskade temperaturen.

Författarna förväntade sig att det skulle finnas temperatur- och luftfuktighetsskillnader mellan parkerna och stadsdelarna. De blev förvånade, dock, att gräsgräs hade nästan samma inverkan på lufttemperaturen som träd. Det verkar kontraintuitivt på grund av skillnaden mellan lufttemperatur och upplevd temperatur. Upplevd temperatur är hur människor känner miljön. Vind, lufttemperatur, fukt och solstrålning påverkar alla hur bekväma vi är.

"Vi mätte inte mänsklig komfort i den här studien, men vi vet att mängden solstrålning på vår hud har stor inverkan på den upplevda temperaturen, "sa Gomez-Navarro." Även om lufttemperaturen är densamma, vi känner oss mycket svalare under skuggan av ett träd eftersom det blockerar en del av strålningen. "

Smart stadsplanering

Nästa, Gomez-Navarro kommer att studera hur olika landskap direkt påverkar hur människor känner sig bekväma i sin miljö, och hur växttäckningstyp påverkar markens vattenförlust.

"Det kommer att bli varmare och parker kan vara en fristad från värmen. Men exakt hur många grader kan de kyla luften? Och vad ska vi plantera för att maximera denna kylning?" sa medförfattaren Diane Pataki, professor i biologi vid U. "Det blir lättare och billigare att mäta temperatur över parker och stadsdelar, och vi kommer att behöva denna information för att fatta bra beslut om framtida parkdesigner. "