Geologia, Ecologia e critica ambientale

Chiarito l'Effetto di Raffreddamento OASIS del Verde Urbano con osservazioni 3D

Un gruppo di ricerca formato dal Centro per la Terra di Scienza e Tecnologia (CEIST) dell'agenzia Giapponese JAMSTEC ha eseguito, senza interruzioni, osservazioni tridimensionali e simulazioni ad alta risoluzione per il cortile dell'edificio del parco Marunouchi, situato nel centro di (aree Otemachi, Marunouchi e Yurakucho) Tokyo. Di conseguenza, gli effetti di raffreddamento degli alberi sono stati chiariti in spazi verdi circondati da grattacieli.

Figura 1: l'aspetto del Marunouchi Park Buildinga: A Sinistra: l'intero Parco con la torre grattacielo (altezza: approssimativa 167 metri). A Destra: il cortile visto da sopra. Oltre al cortile in erba, il tetto e le pareti dellla torre allegata (anteriore a sinistra) sono coperti di verde. L'albero più alto del cortile raggiunge i 17 metri:

Questa ricerca mira a capire fino a che punto gli spazi verdi urbani nei grattacieli contribuiscono al miglioramento dell'ambiente termico. In collaborazione con la Nippon Institute of Technology, Mitsubishi Jisho Sekkei Inc. e Takenaka Corporation, sono state fatte osservazioni tridimensionali delle temperature dell'aria, temperature della corona degli alberi, e la velocità del vento intorno al Marunouchi Park Building nelle notti d'estate nel 2012 e 2013.

Figura 2: Foto di apparecchiature per l'osservazione installate al Marunouchi Park Building e i dati misurati da una termocamera. La figura seguente mostra i dati di osservazione tra il 7 e 8 agosto 2013: 1) la temperatura in un punto al centro del cortile (linea blu); 2) velocità del vento orizzontale (linea marrone) in un punto; 3) la temperatura nel punto C al di fuori del cortile (linea tratteggiata marrone scuro); 4) la temperatura superficiale delle chiome degli alberi misurati dalla termocamera (linea verde). Il vento è diventato debole per diverse ore dopo le 0:45 a.m quando la temperatura nel cortile (punto A) è diminuita in modo notevole. I dati delle termocamere sulle temperature della corona degli alberi hanno segnalato la diminuzione. Dal momento che si è verificata in leggero anticipo rispetto alla diminuzione della temperatura nel cortile, la temperatura arborea può contribuire alla diminuzione della temperatura in aria:

Quindi, la diminuzione della temperatura è stata osservata nel cortile verde. I dati  osservativi implicano che il raffreddamento nel cortile è attribuito agli alberi. Al fine di chiarire gli specifici meccanismi di raffreddamento nel cortile, JAMSTEC ha effettuato l'analisi dell'ambiente termico conducendo una simulazione numerica ad alta risoluzione usando il simulatore multiscala per l'Geoenvironment (MSSG, Modelli di simulazione meteorologici che sono in genere sviluppati per condurre simulazioni in una di queste scale, ma MSSG è sviluppato per il trattamento di tutte quelle scale considerando le interazioni fisiche tra le scale), con modelli fisici di recente sviluppo sul simulatore (Supercomputer) del Sistema Terra.

Figura 3: Confronto tra dati osservati dall'anemometro 3D posto al centro del cortile e quelli ottenuti dalla simulazione numerica. A sinistra vengono mostrate le variazioni temporali di velocità del vento, ela destra quelle della direzione del vento. I dati di osservazione da parte dell'anemometro 3D (indicati con colore marrone) mostrano una riduzione della velocità del vento e il cambiamento nella direzione del vento durante le ore 00:00-03:00. La tendenza corrispondente si osserva nei dati di velocità e direzione del vento ottenuti nello stesso punto nelle simulazioni numeriche (mostrato con colore blu). La tendenza di direzione del vento e la velocità osservata nel cortile è diversa da quello dei dati AMeDAS da parte dell'Agenzia meteorologica del Giappone (indicato con il colore grigio, il punto di osservazione che si trova a 35 metri dal suolo, vicino Marunouchi). È pertanto ritenuto che la tendenza si è verificata localmente a causa della geometria degli edifici intorno al cortile:

La simulazione riproduce con successo il raffreddamento nel cortile simile a quello osservato in loco, chiarendo che il raffreddamento è causato dal raffreddamento radiativo (Si raffredda la temperatura superficiale del terreno, la costruzione di pareti e foglie dell'albero causano la perdita di calore dovuto alla radiazione termica delle superfici. Essa si verifica spesso in condizioni notturne di cielo sereno. La radiazione termica è una emissione di radiazione [tipicamente radiazione infrarossa per il caso di terreni, pareti e chiome degli alberi] da superfici riscaldate, da cui la temperatura della radiazione termica dipende) e traspirazione (È il processo in cui l'acqua contenuta in foglie viene convertita in vapore e rilasciato in atmosfera attraverso stomi sulle superfici fogliari. Aiuta le foglie a rimanere fredde perché l'evaporazione dell'acqua rilascia calore durante il processo).

Nel video gli effetti degli Alberi sul raffreddamento al Marunouchi Park Building:

Questi risultati dovrebbero contribuire a progettare spazi esterni più confortevoli nelle città urbane, anche in considerazione delle misure contro il riscaldamento globale e l'isola di calore urbanistica.

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