Оптимизация растениями температурного режима городской среды

 

Одной из основных функций зеленых насаждений является создание затенения – уменьшение прямой солнечной радиации. Это особенно важно для городов с жарким климатом. Особенно это важно в сухих степях или песчаных пустынях. В летний период дневные температуры здесь бывают выше 40º С, а относительная влажность воздуха падает 20 – 28 %.

Летом особенно сильно нагревается поверхность почвы. Установлено, что даже в Москве температура на поверхности почвы достигает 52⁰ и выше – до 65 – 70ºС, в самых крайних случаях до 80º С.

Различные поверхности и предметы, окружающие человека в городе и селе, отражают неодинаковое количество тепла. Низкое альбедо (отношение отраженного количества тепла к полученному) имеют стены зданий, тротуары, мостовые особенно асфальт и кирпичный щебень, поглощающие тепловую энергию.

В условиях компактной каменой застройки велика теплоотдача нагретых солнцем каменных и кирпичных стен зданий и заасфальтированных дорожных покрытий. Здесь повышенная температура воздуха сохраняется значительную часть ночи, лишая город освежающей прохлады. Многоэтажные здания играют роль механической преграды, препятствующей циркуляции воздушных потоков между зелеными массивами и жилыми кварталами. Поэтому установление оптимальной компактности размещения городской застройки приобретает первостепенное значение для оздоровления городского воздуха, его аэрации и улучшения микроклимата.

[слайд 5] Зеленые насаждения играют большую роль в снижении солнечной радиации. Если на открытой городской территории в солнечные дни интенсивность общей солнечной радиации (прямой и рассеянной) может достигнуть больших величин – в среднем 0,93 калории на 1 см² в минуту, то среди зеленых насаждений это напряжение снижается до 0,12 калории, т.е. в 7 раз (по другим сведениям эта величина снижается в 10 раз). Листья деревьев поглощают известную долю солнечной энергии (на чем основан фотосинтез), часть энергии листья пропускают (поскольку они в определенной степени прозрачны), и отражают, как правило, меньше половины полученной энергии.

В аллее парка по сравнению с неозелененной городской улицей облучение рассеянной радиацией составляет 21%, а прямой – менее 17%. Пятиметровая зеленая полоса между тротуаром и проезжей частью улицы может снизить тепловое облучение пешеходов в 2 раза.

По данным В.Н. Оболенского, молодой дубовый лес задерживает 96,8 % солнечной радиации, сосновый – 96%, смешанный из ели, тополя и дуба 97 – 98%, густой еловый лес – 99%.

Степень влияния растений на тепловой режим различна. Исследования показали. Что осина пропускает сквозь листья почти в 10 раз больше тепловой энергии, чем орех маньчжурский или боярышник, и отражает в три раза больше тепловой энергии, чем черемуха.

[ слайд 6 ] Тень, создаваемая насаждением, зависит от размеров и прозрачности кроны.

[ слайд 7 – 33 ] Малопрозрачны деревья – это деревья с мозаично расположенными листьями (в просветах между листьями верхних ветвей дерева расположены листья нижних ветвей). К таким видам относятся: пихта европейская (гребенчатая), сибирская, клен остролистный, явор (белый), каштан конский обыкновенный, ольха черная, биота восточная, граб обыкновенный, кипарисовик Лавсона, можжевельник, черемуха, ель, кедр сибирский, тополь берлинский, туркестанский, канадский, черный, душистый, дуб, тис ягодный, туя западная, липа, вяз.

Деревья с ажурной кроной, легко пропускающей свет (айлант, абрикос обыкновенный, береза бородавчатая, пушистая, ясень американский, обыкновенный, пушистый (пенсильванский), гинкго, сосна белая (Веймутова), груша лохолистная, иволистная, осина, алыча, слива обыкновенная, акация новомексиканская, белая, ива шелюга (красная, белая), берест).

В зависимости от местных климатических условий можно подобрать ассортимент деревьев и кустарников, отвечающих всем необходимым требованиям.

[слайд 34] По способности поглощать своими кронами прямую солнечную энергию древесные и кустарниковые растения можно распределить по возрастающей способности следующим образом: осина – 29 %; каштан конский – 38,5%; дуб черешчатый – 41%; биота восточная – 41%; клен остролистный – 44%; тополь бальзамический – 55%; боярышник сибирский – 62%; можжевельник виргинский, гледичия трехколючковая, орех манчжурский, софора японская – 71%; черемуха обыкновенная – 78,5 %.

Очевидно, что такие различия в затеняющей способности деревьев и кустарников необходимо читывать при выборе видов для разных целей озеленения и в разных природных зонах России. Установлено, что в среднем под кронами деревьев тепловой энергии, падающей на поверхность, в 10 раз меньше, чем на открытом месте.

Кроме этих показателей приходится учитывать, что для защиты от чрезмерной жары лучше выбирать крупнолистные деревья.

Для создания комфортных температурных условий большое значение имеет площадь затенения, образуемая деревьями, она, в свою очередь зависит от высоты дерева и диаметра ширины кроны: от диаметра проекции кроны. Разные деревья и кустарники затеняют своими кронами разную площадь – в процентном отношении от площади проекции кроны.

[слайд 35] Эффективность отенения поверхности:

Вяз перистоветвистый – 97%

Липа мелколистная - 94%

Дуб черешчатый – 86%

Тополь пирамидальный – 84%

Клен остролистный – 82%

Катальпа красивая – 62%

Гледичия трехколючковая – 55%

 

Не трудно предположить (и это подтверждено специальными исследованиями), что чем больше массив, занятый деревьями и кустарниками, тем эффективнее он влияет на тепловой режим прилегающих территорий.