Gezonde stedelijke boomkruinen zorgen voor schaduw en watertranspiratie die de opwarmingseffecten van stedelijke hitte-eilanden (UHI's) kunnen verminderen, en nieuw onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten op boomkruintemperaturen in New York City door een doctoraatsstudent van de Universiteit van Alabama in Huntsville (UAH) biedt nieuwe inzichten voor stedelijk bosbeheer.

Trang Thuy Vo uit Ho Chi Minh-stad, Vietnam, bestudeert stedelijke effecten op klimatologie en hoe het hitte-eilandeffect kan worden verminderd door stedelijke bosbouw in megasteden effectief te optimaliseren voor haar doctoraat in de afdeling Atmospheric and Earth Science (ATS) aan de UAH, een onderdeel van het University of Alabama-systeem. Ze wordt geadviseerd door Dr. Leiqiu Hu, een assistent-professor atmosferische wetenschap die co-auteur was van het onderzoekspaper.

"Dit is haar eerste publicatie in haar ATS Ph.D.-programma, die de groeiende capaciteit van nieuwe generatie sensoren in de ruimte heeft aangetoond om complexe stedelijke milieuproblemen aan te pakken met hoge ruimtelijke en temporele resoluties, " zegt Dr. Hu. "Het onderzoek benadrukt ruimtelijk diverse en tijdelijk ongelijke interacties tussen boomkruinen, de atmosfeer en de omringende bebouwde omgeving in een stad."

Vo's onderzoek gebruikte gegevens van het ECOSTRESS-instrument dat op het International Space Station (ISS) is gemonteerd. Het werd gedeeltelijk ondersteund door NASA's Health and Air Quality Applied Sciences-project over stedelijke koelinfrastructuur in samenwerking met Florida State University en NASA' Interdisciplinair Research in Earth Science-programma over stedelijke hydrometeorologische cyclus in samenwerking met Cornell University, Texas A&M University en Arizona State University.

Door te interpreteren dat gegevens kunnen helpen om de gezondheid van bomen in complexe stedelijke omgevingen te identificeren door gebruik te maken van remote sensing observaties, Vo zegt, en het kan de gebruikte soorten en plantpatronen van bomen in stedelijke landschappen beïnvloeden.

"Onze aanpak is om eerst de arbeid te verminderen die nodig is om de gezondheid van boomgegevens handmatig te verzamelen, " zegt ze. "Door te onderzoeken hoe stedelijke bomen omgaan met drie omgevingsfactoren:hoeveelheid groen, afstand tot waterlichamen en bouwhoogte - plaatsing van bomen en aanvullende vereisten voor hun groeiomstandigheden, zoals irrigatie, kan worden verbeterd in het stedenbouwkundig ontwerp."

Harde oppervlakken zoals baksteen, asfalt of beton, het type bodembedekking en het aantal en de grootte van nabijgelegen waterlichamen die blauwe ruimtes worden genoemd, hebben allemaal invloed op de temperatuur van de boomkruinen en de gezondheid van bomen in stedelijke microklimaten, het gevonden onderzoek. Dat heeft weer invloed op het vermogen van de bomen om het UHI-effect te bestrijden, een bekend fenomeen waarbij een significant temperatuurverschil optreedt tussen stad en omliggende landelijke gebieden.

"We ontdekten dat de temperatuur van bomen aanzienlijk varieert in de stadsdelen van New York City. boomtemperaturen in Staten Island - de groenste wijk - zijn veel lager en homogener in vergelijking met die in Manhattan, die de meest complexe bouwmorfologie heeft, ' zegt Vo. 'Dat duidt op een wisselwerking tussen stedelijke morfologie en stadsbomen.'

De bevindingen bieden nieuwe inzichten voor stadsbosbeheerders in het verminderen van hittestress op bomen om hun overlevingskansen te verbeteren, zegt haar adviseur, Dr. Hu.

"De resultaten zijn ook belangrijk om ons toekomstig onderzoek naar de koelcapaciteit van stedelijke bomen in steden te ondersteunen, aangezien de temperatuur van het bladerdak een belangrijke variabele is die de verdampings- en transpiratiekoeling beïnvloedt, " zegt Dr. Hu.

De studie stelt enkele praktische benaderingen voor van warmtebeperking in dichtbebouwde gebieden, zoals het retrofitten van gebouwen met groene gevels en groene daken, en het leveren van de nodige irrigatie voor de drogere omstandigheden op hitte-eilanden.

"Voor steden in het binnenland met een gebrek aan koeling profiteren van blauwe ruimtes, het is beter om bomen bij elkaar te verzamelen in plaats van ze te isoleren als kleine stukjes, en om ze van voldoende irrigatie te voorzien. Hoe groter de dekking van de groene ruimte, hoe lager de boomtemperatuur, "zegt Vo.

"Het is interessant dat de oppervlaktetemperatuur van stadsbomen dagelijks en ruimtelijk varieert over de megastad, waarin de invloeden van stedelijke effecten op deze vitale groencomponent worden benadrukt, " zegt ze. "Door dit dynamische gedrag te begrijpen, Ik denk sterk dat de gezondheid van stadsbomen verbeterd kan worden."

Een vrij beschikbare dataset van ECOSTRESS, het op het ISS gebaseerde sensorinstrument, werd in het onderzoek gebruikt met een gematigde ruimtelijke resolutie Land Surface Temperature (LST)-beelden van ongeveer 70 meter. Twaalf LST-afbeeldingen met heldere lucht werden gekozen en verkleind om een ​​volledige dagelijkse cyclus van stedelijke boomtemperatuur te construeren. Vo gebruikte een statistische benadering om de boomtemperatuur te extraheren en paste dat algoritme vervolgens toe op heel New York City.

Ze gebruikte een parallelle programmeerprocedure voor beeldverwerking en rekenen om de verwerkingstijd te verkorten.

"Als resultaat, we kunnen in minder dan een uur een boomtemperatuurkaart voor heel New York City hebben, " zegt Vo. "Ik hoop dat in de toekomst, onze verkleinde regeling zal op veel grotere schaal worden toegepast, bijvoorbeeld voor de aangrenzende Verenigde Staten, zodat we een beter beeld krijgen van hoe gezond bomen zijn in de hele VS, gegeven verschillende klimatologische regio's."