היחסים בין צמחייה לאקלים מקומי הם מערכת משוב דינמי ורבת עוצמה המעצבת תנאים סביבתיים בקנה מידה החל מגוש עיר יחיד ליבשות שלמות. Vegetation עושה הרבה יותר מאשר לספק גוון ויופי; היא באופן פעיל משנה טמפרטורה, לחות, תבניות רוח ואפילו משקעים באמצעות תהליכים פיזיים ביולוגיים מורכבים.על ידי השפעה על החלפת אנרגיה ולחות בין פני הקרקע ואווירה, ממלאת תפקיד קריטי בטכניקות של יעילות של אקלים אזורית, אשר היא לבחון את תהליכי אקלים אזורית, אשר היא התפתחות יעילה יותר של תהליכים אזוריים.

מכניזם של אינטראקציה וטרינרית-Climate

הטיפוח משפיע על האקלים המקומי באמצעות מספר תהליכים ביופיזיים וביוכימיים קשורים.מנגנונים אלה משנים את מאזן האנרגיה והנוזלים בממשק הקרקע-אטמוספרה, ומייצרים שינויים ניכרים בטמפרטורה, לחות, תבניות רוח ומשקעים. התהליכים העיקריים כוללים טרנסספירציה, שינויים באלבדו, שינויים במגפיים, ואפקטים על מחזור משקעים.

שטף ו-Latent Heat Flux

Transpiration הוא התהליך שבו צמחים סופגים מים מהאדמה ומשחררים אותו כד מים דרך נקבובות קטנות הנקראות סטומטה על העלים שלהם.שלב זה משתנה ממים נוזליים ל- vapor צורכת אנרגיה, הידוע בשם החום המאוחר של vaporization, אשר מקרר את האוויר שמסביב. עץ בוגר יכול לעבור מאות ליטר מים יומיים, ומייצר אפקט קירור דומה למספר יחידות קירור זה הוא בעיקר בטמפרטורות חמות.

בנוסף לקירור, טרנסספירציה מגבירה את הלחות האטמוספרית, אשר יכולה להשפיע על היווצרות ענן ומשקעים מקומיים.זה חשוב במיוחד באזורים מושרשים וצמחים שבהם מים מחוסנים תורמים באופן משמעותי ללחות אטמוספרית. אזורים עירוניים אשר מחליפים משטחים בלתי מאוישים עם צמחייה יכולים לראות הפחתה בטמפרטורות שיא החל מ 2 עד 5 מעלות צלזיוס בשל ⁇ .

Albedo ו- Surface Energy Balance

Albedo הוא השבריר של קרינה סולארית נכנסת שמשתקף על ידי משטח.סוגים צמחייה שונים יש שינוי albedos המשפיעים על כמות האנרגיה הסולארית נספגת לעומת משתקפת.לדוגמה, יערות זוהרים כהה משקפים רק 8-15% מאור השמש, סופגים את השאר, בעוד שדות דשא ויבולים בדרך כלל משקפים 20-25%.

עם זאת, אפקט האקלים הנקי של צמחייה תלוי לא רק על albedo אלא גם על איך אנרגיה נספגת בין חום הגיוני (הקרבה האוויר), חום סמוי (ההשמדה ונשימה), ושטף חום קרקעי. לדוגמה, בעוד יערות יש albedo נמוך יותר סופגים יותר אנרגיה, שיעורי הנשימה הגבוהים שלהם יכולים לייצר קירור משמעותי.

שטף ורוחות משתנה

צמח משנה את המרקם הפיזי של פני הקרקע, הגדלת החוספסות שלה.עץ, שרטוטים ועשבים גבוהים יוצרים גרר על זרימת הרוח, צמצום מהירויות רוח ליד הקרקע. רוח זו אטמורציה מורידה את שערי ההתמדה מקרקע וממשטחי צמח, עוזר לשמר לחות במהלך תקופות יבשות.בנוסף, מהירויות מופחתות מצמצםות את שחיקה הקרקע ולהגן על גידולים מרוחות רוח desiccatings.

בנוף החקלאי, שעוני רוח כגון קווי עץ או גידור נטועים אסטרטגית ליבולי מחסה, להפחית את נזק הרוח וקיצוניות טמפרטורה מתונה.שינויים אלה המושרה צמחייה בדפוסי זרימת אוויר מקומיים יכולים להשפיע גם על פיזור מזוהיר ויציבות מיקרוקליבית.

אספקת אופניים וביו-precipitation

גידול תורם למעגל המים מעבר להגדלת הלחות המקומית באמצעות טרנסספירציה. Forests, במיוחד יערות גשם טרופיים כמו אמזון, לשחרר כמויות עצומות של מים פנויים שיכולים לנסוע מאות קילומטרים ולהיעד למטה.תהליך זה, הידוע כמחזור משקעים, הוא מרכיב קריטי של הידרולוגיה אזורית.

בנוסף, מיקרואורגניזמים מסוימים החיים על פני השטח עלים, כגון חיידקים ופטריות, פועלים כמו חלקיקים מתפתלים קרח המאפשרים היווצרות של גשם ושלג - תהליך הנקרא ביו-התחילה.אפקט הביולוגי הזה מדגיש את משחק צמחייה הפעילה במזג אוויר ומשקעים מעבר לשחרור לחות פסיבי.

אפקט הוויטאורבני והשפעת האי החום

אפקט החום העירוני (UHI) מתייחס לתופעה שבה ערים חווה טמפרטורות גבוהות משמעותית מאשר באזורים כפריים הסובבים.זה קורה בעיקר כי צמחייה טבעית הוסרה והוחלף בחומרים דמויי חום כגון phalt, בטון, גגות. Vegetation באזורים עירוניים מספק שירותי קירור מרובים המסייעים להקל על אפקט ה-HI:

  • (ב) ⁇ :0) ,9: ⁇ עץ 1 (ב) ירוט ויחוסם קרינה סולארית ישירה, מניעת חימום של משטחים של ריצוף ובניה.
  • (ב) [15] ,0) , ⁇ : ⁇ : ⁇ : ⁇ : ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) אחסון חום:0) אחסון חום: FLT:1 משטחים צמחוניים יש מסה תרמי נמוך יותר וקיבולת חום מאשר תשתיות בנויות, וכתוצאה מכך פחות חום נשמר ומשוחרר בין לילה.

מחקר מערים כגון מלבורן, טוקיו, ופניקס מדגים כי הגדלת כיסוי עץ על ידי רק 10% יכול להפחית את טמפרטורות פני השטח על ידי 1- 2C במהלך גלי חום. innovative עירוני ירוק שיטות כמו גגות ירוק, גנים אנכיים, ואת הפארקים כיס יותר להגביר את ההשפעות קירור אלה, במיוחד בסביבות בנויות בצפיפות שבו שטח אופקי מוגבל.

מעבר למתינות טמפרטורה, צמחייה עירונית משפרת את איכות האוויר על ידי צמצום היווצרות האוזון ברמה הקרקעית, אשר מאיץ בטמפרטורות גבוהות יותר.עצים מסנן גם חומר מבודד ומזהמים אחרים, לתרום לאטמוספירה עירונית בריאה יותר.

סוגים של משיכה וחתימות קלמטיות שלהם

יערות

יערות מפעילים כמה מההשפעות החזקות ביותר של קירור בין סוגי צמחייה בשל שיעורי ההחלמה הגבוהים שלהם ונפיחות נרחבת.התותחים הצפופים שלהם להפחית את הקרינה הסולארית הקרובה וליצור מיקרומטרים חמים יותר, יותר לחמים מתחת.עם זאת, יערות יש אלבדו נמוך, סופגים אנרגיה סולארית משמעותית, אשר יכול להוביל לאפקטי התחממות מקומית באזורים מסוימים, במיוחד יערות בשלג במהלך חודשים מחוספסים כאשר עץ כהה יכול להיות משקף אחרת.

באזורים ממוזגים וטרופיים, ההשפעה נטו של יערות היא קירור עצום.לדוגמה, מחיקה באגן האמזונס נקשרה לירידה במשקעים האזוריים, עונות יבשות ארוכות, וטמפרטורות פני השטח מוגברת. שינויים אלה מסכנים את המערכת האקולוגית כלפי מדינה דמוית סוואנה, הממחישת את הרגישות של משובי שימור אקלים.

גבעות ועצמות

בדרך כלל יש גרדו גבוה יותר מאשר יערות, המשקפת יותר קרינה סולארית.הם חווים התחממות מהירה במהלך היום וקירור בלילה בשל החשיפה העפרית והקרקע שלהם.מערכות השורש הרדודות של גרסטרלנד מגבילות את הגישה שלהם לחות אדמה עמוקה, מה שהופך אותם פגיעים יותר לבצורת לחץ וקיצוניות טמפרטורה.

עם זאת, עשבים נצחיים עם שורשים עמוקים תורמים ללכידת פחמן ולספק כמה קירור טרנסירציונלי. Shrublands, נפוץ באקלים הים התיכון, מוצגים מאפיינים בין יערות ועשבים.הם לעתים קרובות מותאמים למשטרי אש, המשפיעים על צמחייה עונתית ואינטראקציות אקלים.

Wetlands

Wetlands הם מערכות אקולוגיות ייחודיות המשלבות שיעורי evapotranspiration גבוהים עם אדמה רווי מים אשר מאחסנים כמויות גדולות של פחמן.הם האקלים המקומי מתון על ידי פולטים קיצוניות טמפרטורה קרירה, לחות ונפיחות. Wetlands גם לתרום למשקעים על ידי הוספת לחות לשכבת הגבול הפלנטרי, המשפיעה על היווצרות ענן וגשמים.

הסגירה של רטובות לחקלאות או לפיתוח עירוני לעתים קרובות גורמת להתחממות מקומית, אובדן יכולת אחסון פחמן, והתגברה על הסיכון להציף את הזרם בשל החזקת מים מופחתת.הגנה ושיקום רטובות היא חיונית לשמירה על יציבות האקלים האזורי.

« קרפים חקלאיים

גידולים שנתיים כגון תירס, חיטה, וסויה יש מחזורי חיים דינמיים שמשנים מאפיינים פני השטח עונתיים.אביב מוקדם חושף אדמה חשוכה, חשופה אשר סופגת אור שמש חם במהירות, בעוד גידולים בוגרים מספקים גילוח ולהגדיל את הפינויציה, קירור הסביבה המקומית. Irrigation מוסיף לחות באדמה ואוויר, לפעמים יוצר "אי ירוק" מקומיים, במיוחד באזורים מרוללים.

ההשפעה של החקלאות מורכבת ותלויה במידה רבה על נהלי ניהול.לשמור עד גיל, כיסוי יבול, ושקיקה יעילה יכולה לשפר את שימור לחות הקרקע ותקנה מיקרוקליבית, בעוד חקלאות מונו-תרבותית אינטנסיבית עשויה להפחית את היתרונות האלה.

שינוי קרקע-ארץ: קונצנזוס קלמטי

שינוי בקנה מידה גדול של מחיקה ושינוי הקרקע משבש את הלולאה המשוב העדין-קלי עם השלכות משמעותיות על האקלים המקומי והאזורי. הסרת היערות לעתים קרובות מגבירה את אלבדו, פוטנציאל לייצר אפקט קירור, אבל בו זמנית מפחיתה את הפינויציה, שמוביל להתחממות. באזורים טרופיים, אובדן של evatranspirations שולט, וכתוצאה מכך התחממות נטו, בעוד שבתוך כך גדל אזורי שלג מסגורים יכול להוביל להתחממות נטויה.

לדוגמה, מחקרים באמזון מצביעים על כך שפירוק מוחלט יכול להגדיל את הטמפרטורות המקומיות ב-2-4 מעלות צלזיוס ולצמצם את הגשמים השנתיים ב-20-30%, ובכך להחמיר את הבצורת והסיכון לשריפה בדרום מזרח אסיה ומרכז אפריקה, שם הדהורציה שינתה את תזמון מונסיעה וגלי חום מוגברים.

מלבד שינויי טמפרטורה ומשקעים, הדהור מפחית את יכולת אחסון הפחמן, לתרום לתפקודים אטמוספיריים גבוהים יותר:0.2FLT:1 רמות והתחממות גלובלית. Reforestation ו-Afforestation שואפים לשחזר פונקציות שאבדו אלה, אך דורש בחירה קפדנית של מינים ונוף תכנון כדי למקסם את היתרונות ולהימנע מאפקטים לא מסולקים כגון זמינות מופחתת.

מחקרים: עדות מהקווים הקדמיים

ניו יורק - מיליון בתי מלון

הושק בשנת 2007, מיליוןTreesNYC היא יוזמה עירונית ציונית של יער אשר נטעה מעל מיליון עצים על פני חמשת הרובעים של ניו יורק. מחקר מקיף המתעד הפחתה של טמפרטורת האוויר של 1-2F (0.5-1 ° C) בשכונות עם כיסוי קאנופי מוגבר.הרווחים הירוקים הללו שיפרו גם את איכות האוויר על ידי סינון חומר חלקי ושיפור ניהול מים סערה על ידי ספוג גשם, צמצום סיכונים עירוניים.

התוכנית הדגישה את החשיבות של מעורבות קהילתית ותחזוקה מתמשכת להבטיח הישרדות לטווח ארוך ויתרונות אקלים של עצים עירוניים.זה משמש מודל לערים ברחבי העולם מחפש לרתום צמחייה עבור חוסן אקלים.

סינגפור – Urbanism Biophilic Urbanism

סינגפור חלוצית שילוב של צמחייה לתוך הבד העירוני הצפופה שלה באמצעות גגות ירוקים נרחבים, גנים אנכיים ומחברים הקשורים לפארק. גישה זו "אורבניות ביולוגית" סייעה לשמור על הטמפרטורה הממוצעת של המדינה בערך 2 מעלות צלזיוס קרירה מאשר ערים צפופות חסרות ירוק כזה.

האסטרטגיה של סינגפור מוכיחה כי שכבת צמחייה אנכית ואופקית ממקסימה את הקירור בחלל מוגבל.מדיניות ממשלתית הממחישה החלפת כיסוי ירוק במהלך הפיתוח הקימה את התרגילים האלה, מה שהופך את סינגפור למודל גלובלי לטיפוח ירוק ואקלים טרופי.

לוס אנג'לס - "The Green Alleys and Cool Fabements"

בלוס אנג'לס, נטלת עצים של צל בשילוב עם סלולים מגניבים רפלקטיביים בשכונות פגיעות, בעלות הכנסה נמוכה היא חלק מתוכנית היער העירוני לוס אנג'לס, שמטרתה לכסות 50% באזורים מחוספסים עד 2028. תוצאות מוקדמות מראות הפחתה של עד 4 מעלות צלזיוס, ותרגם למחלות הקשורות פחות חום ורווחה נפשית משופרת.

התערבויות אלה גם מוכיחות כיצד תשתיות ירוקות יכולות לספק הטבות הון חברתיות על ידי התמקדות במשאבים על קהילות מושפעות באופן לא פרופורציונלי על ידי לחץ חום וזיהום.

מודל של Vegetation-Climate Feedback

הבנה וחיזוי איך צמחייה משפיעה על האקלים המקומי והאזורי דורש מודלים יבשתיים ואקלים מתוחכמות.מודלים של לנד-surface מודלים (LSMs) מדמיינים חילופי אנרגיה, מים ופחמן בין האדמה לאטמוספירה, חשבונאות עבור צמחייה, לחות אדמה ותנאים אטמוספריים. coupling LSMs עם מודלים גלובליים ואזוריים אקלים מאפשר הערכה של משוב צמחייה-קליים תחת תרחישים שונים.

ההתקדמות האחרונה כוללת מודלים צמחיים גלובליים דינמיים (DGVMs) שדמיינו את צמיחת הצמחייה והפצה בתגובה לשינוי האקלים, המאפשרים תחזיות מציאותיות יותר.עם זאת, אי-ודאות נשארות בפרמטרים מרכזיים כגון התנהגות סטומטאלית (אשר שולט בנשימה), עמידות שורש ותגובה צמחית לאירועים קיצוניים.

משימות לוויין כמו ECOSTRESS של נאס"א מספקות נתונים תרמיים ולחות ברזולוציה גבוהה שמגבירים את דיוק המודל. ECOSTRESS תצפיות לחשוף דפוסים זמניים של קירור חלל ירוק עירוני ולחות אדמה, תוך יצירת אסטרטגיות עיצוב עירוניות עבור עמידות בחום.

מדיניות וניהול השלכות

שילוב של צמחייה להתאמה לאקלים ומדיניות הפחתת משקל מוכר יותר ויותר כגישה יעילה ושווה.

  • (FLT:0)Urban Forestry מתכננת: FLT:1 קביעת מטרות כיסוי קאנופי, עדיפות לנטיעת שכונות שניתן לחום, ולהבטיח תחזוקה ארוכת טווח.
  • (ב) [ה]:0] תשתיות ירוקות מחייבות: 1FLT:1 יישב גגות ירוקים, גינות גשם, סלולים חד-משמעיים וירוקים אנכיים בהתפתחויות חדשות כדי לשפר את ניהול הקירור והמים.
  • (FLT:0) תוכניות שיקום חקלאיות: 1.FLT:1 קידום גידול, כיסוי יבול, שימור עד גיל, ו השקיה יעילה לשיפור החזקת לחות הקרקע ותקנה מיקרוקלידית.
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ והערכה: ⁇ 1:1 Re אחסן נופים מוזנחים מונחת על ידי אקלים מודל למקסימום קירור, פליטת פחמן, והטבות הידרולוגיות.

לוח הבין-ממשלתי על שינויי אקלים (IPCC) דו"ח מיוחד על שינויי האקלים והארץ מדגיש הגנה ושיקום המערכת האקולוגית, כמו בין הפתרונות המשפיעים ביותר לאקלים המקומי, לממשלות המקומיות, למתכננים העירוניים ולארגונים קהילתיים, יש כל התפקידים קריטיים במינוף צמחייה לבניית סביבה עמידת אקלים ואכילה.

מסקנה

Vegetation מתפקד כתרמוסטטציה חזקה וטבעית המאמת את תנאי האקלים המקומיים באמצעות תהליכים כגון טרנסספירציה, albedo שינוי, רוח אטמורציה, ומשקעים משוב.מרחוב העירוני הקירור לייצוב דפוסי גשם אזוריים, נוכחות וסוג של צמחייה להשפיע ישירות על הסביבה שאנו חווים מדי יום.

ככל שהטמפרטורות הגלובליות עולות וקיצוניות האקלים מתחזקות, שימור אסטרטגי והתרחבות של כיסוי ירוק מציעים פתרונות נרחבים, המבוססים על הטבע להתאמה לאקלים ולהפחתה.שילוב צמחייה מחשבה לתוך עיצוב עירוני, חקלאות וניהול קרקע לא רק מגניבים ויונקים סביבות מקומיות, אלא גם משפר את המגוון הביולוגי, איכות האוויר, ורווחה אנושית.

קובעי מדיניות, חוקרים ואזרחים כאחד חייבים לאשר את הצמחייה כמרכיב קריטי של שימוש בקרקע בר-קיימא ואסטרטגיות חוסן אקלים.הראיות ברורות: עולם ירוק יותר הוא עולם קריר, בריא יותר, וזמין יותר.