Friska urbana trädkronor ger skugga och vattentranspiration som kan mildra uppvärmningseffekterna av urbana värmeöar (UHIs), och ny forskning som nyligen publicerats i Vetenskapliga rapporter om trädkronornas temperaturer i New York City av en doktorand vid University of Alabama i Huntsville (UAH) erbjuder nya insikter för stadsskogsbruk.

Trang Thuy Vo från Ho Chi Minh City, Vietnam, studerar urbana effekter på klimatologi och hur man kan mildra värmeöeffekten genom att effektivt optimera urbant skogsbruk i megastäder för sin doktorsexamen vid Institutionen för atmosfärisk och geovetenskap (ATS) vid UAH, en del av University of Alabama System. Hon får råd av Dr. Leiqiu Hu, en biträdande professor i atmosfärsvetenskap som var medförfattare till forskningsartikeln.

"Detta är hennes första publikation i hennes ATS Ph.D.-program, som har visat den växande kapaciteten hos den nya generationens rymdburna sensorer för att hantera komplexa urbana miljöfrågor med höga rumsliga och tidsmässiga upplösningar, " säger Dr. Hu. "Forskningen belyser rumsligt olika och tidsmässigt olika interaktioner mellan trädkronor, atmosfären och den omgivande bebyggda miljön i en stad."

Vos forskning använde data från ECOSTRESS-instrumentet monterat på den internationella rymdstationen (ISS). Det stöddes delvis av NASA:s Health and Air Quality Applied Sciences-projekt om urban kylningsinfrastruktur i samarbete med Florida State University och NASA:s Interdisciplinary Research in Earth Science Program om urban hydrometeorologisk cykel i samarbete med Cornell University, Texas A&M University och Arizona State University.

Att tolka dessa data kan hjälpa till att identifiera trädens hälsa i komplexa urbana miljöer genom att använda fjärranalyserade observationer, Vo säger, och det kan påverka de arter som används och plantera mönster av träd i stadslandskap.

"Vår metod är först att minska det arbete som krävs för att manuellt samla in träddatas hälsa, " säger hon. "Genom att undersöka hur urbana träd interagerar med tre miljöfaktorer – mängden grönska, avstånd till vattenförekomster och byggnadshöjd – placering av träd och kompletterande krav på deras växtförhållanden, som bevattning, skulle kunna förbättras i stadsdesign."

Hårda ytor som tegel, asfalt eller betong, typen av markskydd och antalet och storleken på närliggande vattenförekomster som kallas blå utrymmen påverkar alla trädtakets temperaturer och trädhälsa i stadsmikroklimat, forskningen hittade. Det påverkar i sin tur trädens förmåga att bekämpa UHI-effekten, ett välkänt fenomen där en betydande temperaturskillnad uppstår mellan tätorter och omgivande landsbygd.

"Vi fann att trädtemperaturen varierar avsevärt mellan New York Citys stadsdelar. Till exempel, trädtemperaturerna i Staten Island – den grönaste stadsdelen – är mycket lägre och mer homogena jämfört med dem på Manhattan, som har den mest komplexa byggnadsmorfologin, "Säger Vo." Det indikerar en växelverkan mellan stadsmorfologi och stadsträd. "

Resultaten ger nya insikter för skogsförvaltare i städer om att minska värmestress på träd för att förbättra deras överlevnadsgrad, säger hennes rådgivare, Dr. Hu.

"Resultaten är också viktiga för att stödja vår framtida forskning om kapacitet för kyla i städer i städer, eftersom takets temperatur är en nyckelvariabel som påverkar avdunstnings- och transpirativ kylning, " säger Dr. Hu.

Studien föreslår några praktiska tillvägagångssätt för att minska värmen i tätt bebyggda områden, som att eftermontera byggnader med gröna fasader och gröna tak, och tillhandahålla nödvändig bevattning för de torrare förhållanden som finns på värmeöar.

"För städer i inlandet med brist på kylning drar nytta av blå utrymmen, det är bättre att samla träd istället för att isolera dem som små fläckar, och att förse dem med tillräcklig bevattning. Ju större greenspace -täckning, ju lägre trädtemperaturen är, " säger Vo.

"Det är intressant att yttemperaturen på urbana träd varierar dagligen och rumsligt över megastaden, som betonar effekterna av urbana effekter på denna viktiga grönska komponent, " säger hon. "Genom att förstå detta dynamiska beteende, Jag tror starkt på att hälsan hos stadsträd kan förbättras."

En fritt tillgänglig datauppsättning från ECOTRESS, det ISS-baserade sensorinstrumentet, användes i forskningen med en måttlig rumslig upplösning av landytemperatur (LST) på cirka 70 meter. Tolv LST-bilder med klar himmel valdes och nedskalades för att konstruera en fullständig dygnscykel av urbana trädtemperaturer. Vo använde ett statistiskt tillvägagångssätt för att extrahera trädtemperaturen och applicerade sedan den algoritmen på hela New York City.

Hon använde en parallell programmeringsprocedur för bildbehandling och beräkning för att minska bearbetningstiden.

"Som ett resultat, vi skulle kunna ha en trädtemperaturkarta för hela New York City på mindre än en timme, " säger Vo. "Jag hoppas att i framtiden, vårt nedskalade system kommer att tillämpas i mycket större skala, till exempel för det angränsande USA, så vi får en bättre bild av hur friska träd är i hela USA, med tanke på olika klimatregioner."