当前世界环境

介绍

将良好的自然元素与有效的景观设计相结合，可以通过改变城市小气候来创造可持续的城市发展和理想的城市环境。这种改进可以针对动态室外热循环的四个关键小气候组成部分:风速、湿度、温度和辐射。一个高质量的景观，有自己的特点，可以在整个设计开发中适应其技术和功能，以解决这些小气候。这种方法强调在基本设计原则中更好地理解气候，为城市热岛现象提供潜在的解决方案。例如，通过创造尽可能多的室外遮阳，防止太阳辐射到达建筑和地面表面的正面，并积极利用蒸发散发潜热的冷却效果。树木在提供这种显著效果方面具有自身的潜力，尤其是在自然降温方面。确定它们通过微气候改造改善城市气温的能力是重要的。然而，应该指出的是，不同类型的树种提供不同的冷却效果性能。这可以通过每个树种的物理特性来确定，如冠层密度和树形(Kotzen, 2003;Fahmy et al.， 2010; Shahidan et al., 2010). Therefore, it is vital for this study to examine the variation in tree species cooling effect performance that is influenced by its physical properties. The changes or improvement in microclimate components thus become the evaluation performance parameters in considering the cooling effect from each tree. The potential of individual and cluster tree cooling effects based on tree physical properties are demonstrated – i.e. tree canopy density of Leaf Area Index (LAI) and Leaf Area Density (LAD) in modifying urban microclimate environment through each variable such as air temperature, relative humidity, absolute humidity, ground surface temperature, wind, solar and terrestrial radiation.

小气候的修改

一般来说，小气候由影响室外空间状况的五个主要组成部分组成。在物理上，构件可以被景观元素修改。在改造小气候环境方面，通过景观元素，尤其是绿色结构，主要有四种方式。这些因素包括相对湿度、风的变化、入射太阳辐射、来自地面和其他表面的地面辐射(Shahidan et al.， 2010)。换句话说，树木可以对所有的变化产生一些影响，但最重要的影响是通过创造阴影来改变辐射(Kotzen, 2003;Shahidan et al.， 2010)。在这种情况下，树木辐射改造是最大的改造，可以提高冷却效果的性能和降低周围的空气温度在城市地区。事实上，其他小气候因子也会通过改造而受到辐射变化的影响。

太阳和地球辐射修正

根据以往的研究，树木能够通过树叶和分支系统拦截太阳辐射(Brown and Gillespie, 1995; Shahidan et al.， 2010)。近93%的高辐射拦截是由于茂密的叶盖和枝干的多层排列(Shahidan et al.， 2012)。因此，叶片的形态、排列和大小对提高植物对辐射的吸收和反射效率起着重要的作用。这与LAI有关，LAI被定义为单位地面面积的叶面积的无因次值，是用于了解和比较植物冠层的关键指标(Steven et al.， 1986和Meir et al.， 2000)。在这种情况下，由于树木密度较高，树冠下产生的辐射热较少，因此可以实现最低的地面辐射量。这将促进蒸散发和潜热的增加，从而通过降低空气温度和增加湿度来改善周围环境(Shahidan et al.， 2012)。因此，可以从高质量的遮阳创造和入射辐射过滤中获得冷却效益。综上所述，遮荫树的高性能对控制地表的辐射换热过程至关重要。

空气温湿度调整

气温和大气湿度通常不会受到景观元素的显著影响。大气是一个如此有效的混合器，任何可能发生的温度或湿度差异通常都很快被空气运动消散(Brown和Gillespie, 1995)。然而，它可以通过其他小气候成分，如辐射和风的影响来实现。当这些变化发生时，树木可以通过遮阳、遮风、蒸散发和光合作用来改变小气候(Robinette, 1972;Dimoudi and Nikolopoulou, 2003;Wong and Yu, 2009)。大部分被吸收的太阳辐射可以转化为潜热，潜热通过光合作用将水从液体转化为气体(Sheweka et al, 2011)。这种情况通过蒸散发过程导致叶片温度降低，周围空气温度降低，湿度升高(Kurn et al.， 1994;Wong and Yu, 2009)。一般来说，土壤-植被系统的蒸散发(ET)(即蒸发和蒸腾)是近地表气候的另一个有效调节剂，特别是在炎热气候中。 Evaporation takes place from leaves surfaces and ground surfaces to air (Dimoudi and Nikolopoulou, 2003). Meanwhile, transpiration from the soil through leaves stems due to photosynthesis that circulates this system (Fahmy, 2010). Essentially, the energy transferred to latent heat through plants can be very high (Wong and Yu, 2009). The perfect control system such as tree with 50-100 stomata on each mm²叶片表面的水分对内部水系统和外部小气候条件都有单独的反应(Pokorny, 2001)。一棵大树有数十亿个气孔，因为它的叶面积比树木的简单投影地面面积大几倍(典型的叶面积指数为3-6)，因此，一个树冠中更多的叶子可以向城市大气中蒸发更多的水(Pokorny, 2001)。此外，通过测量绝对湿度(g/m)可以有效地确定植物冷却的存在^3.(科尼亚，1980;Kurn et al.， 1994; Spangernberg et al.， 2008)。通过测量空气中含水量的增加，可以很容易地确定各植株蒸散量的变化贡献。这一测量将确定树木对小气候的影响，更大的影响将影响城市温度和相对湿度。

树的物理性质

叶面积指数(LAI)和叶面积密度(LAD)

林冠密度对树木的热性能、遮荫效果和蒸散量有明显的影响。一方面，遮荫的有效性和热性能，这反过来又取决于树叶的特征以及树木的成熟形状。另一方面，蒸散发取决于能够吸收并将能量转化为潜热(水蒸气)的叶片的数量(Kotzen, 2005;Fahmy et al.， 2010;Shahidan et al.， 2010)。LAI和LAD是研究树木与环境热交换的概念环境冠层建模参数，它们在城市热平衡中具有重要作用(Fahmy et al.， 2010, Shahidan et al.， 2010)。

基于通过平叶树冠层的辐射拦截概念，LAI可以定义为总单侧叶表面积(m)的无因次值²一棵树的面积除以植树面积(m)²) (Fahmy, 2010)。因此，利用该值，可以对不同树种和同一树种内不同树种的冠层进行比较和评估(Shahidan et al.， 2010)。它已被证明可以通过仪器测量-即植物冠层分析仪(Kotzen, 2003;Jonckheere et al.， 2004;Shahidan et al.， 2010)。此外，该值对于确定树木的LAD也很重要。LAD是通过树冠以及树木与其环境之间的辐射建模所需的关键参数(Fahmy, 2010)。可以定义为总单侧叶面积(m)²)每单位层体积(m^3.)在每个水平切片沿树的高度，可以给出一个关于垂直叶片分布的想法(Fahmy, 2010)。可以通过实地测量或使用仪器以及经验模型来估计LAD模型(Jonckheere et al.， 2004;法米,2010)。例如，Mier等人(2000)和Pierce和Running(1988)使用仪器来寻找LAD，而Stadt和Lieffers (2000)， Lalic和Mihalovic(2004)以及Fahmy等人(2010)使用经验模型来确定LAD值。然而，在本研究中，根据Bruse(2008)和Lalic and Mihalovic(2004)的简化方程，可以通过实地测量的实际LAI值来确定实际的LAD值:

赖=小伙子_z*dz方程

在那里,小伙子_z为一棵树的总LAD;

Dz是树的总高度;

因此，在寻找一棵树的z-height的实际LAD时，Eq. 10可以转换为:

小伙子_z=赖_z/ dz方程2

该方程还可以用于确定LAD切片z的每个高度的LAD的垂直分布_p，可以通过应用光学测量获得的实际LAI值来计算(Bruce, 2008)。在这种情况下，意图是通过Lalic和Mihailovic(2004)以及Fahmy等人(2010)的LAI假设值来使用分析方法。因此，每个LAD切片z按照h/10的10个LAD剖面进行划分，其中h是树的总高度。因此，式11可以改写为:

z_p=赖_z/ (h/10

在那里,z_p，为LAD切片高度处的LAD值;

赖_z，为所选高度叶面积指数，z;

h，为树的总高度;

然而，每个LAD片中的值z_p，可以通过将不同的LAD水平相加并与树的总LAI值进行比较来确认。根据上述方程，可以估计任意类型树的LAD分布和值，作为后期模拟研究所需的数据。因此，关于叶面积密度识别的知识将决定每种树木类型的热性能以及它能在多大程度上为环境提供冷却效果。

材料与方法

当地树木的发展和每棵树冷却效果的测定

在提供与ENVI-met模型相协调的局部树数据库信息及其降温效果性能的基础上，根据LAI和LAD值的确定来选择所选树。因此，根据树木的特征，即树木的类型和位置，树木的高度和冠层密度来选择树木样本。由于树种的可用性和时间的限制，在0.5至2.0 LAD的密度范围内，每个类别只选择了4棵树。所选树种及其各自的LAI值如下:(i)Malaleuca leucadendron或Cajeput - ml (LAI = 0.93);(2)Filicium decipiens或蕨类树- fd (LAI = 4.8);(3)Mesua ferrea或铁木树- mf (LAI = 7.9)，及(iv)热带榕属植物benjamina或哭泣图- Fb (LAI = 9.7)(图1)。

图1:(A)(B)丝状或蕨类树(fd);(C)铁树或铁木树(mf);(D)榕树或垂枝榕(Fb) 点击此处查看图

2009年1月，在马来西亚布城进行了实地测量，以确定每棵树的实际LAI和LAD分布值。然后，将采集到的数据通过Eq. A.1 ~ A.4进行传输和计算，建立基于局地气候条件和物种的ENVI -met模拟树木数据库。

在LAI和LAD的野外测量中，要找到每棵树的实际LAD分布，需要进行具体的步骤。LAI的测量基于孤立植物法(LI-COR, Inc.， 1992)。使用LAI-2000计算LAI需要以下测量值(一个)和下图(B)植被，并使用作者早期研究中提出的90°视帽(Shahidan et al.， 2010)。然而，为了确定冠层或LAD切片各层的LAD分布，z_p，在前一种方法的基础上进行了一种先进的程序。在测量中，使用Plant Canopy Analyzer LAI-2000测定冠层各层的LAI值。从现场测量到更新ENVI-met模拟模型植物数据库中的数据存储的过程是基于以下步骤进行的:

1. 选择的树木用卷尺测量从地面到冠层最高峰的总高度h。
2. 为了确定总LAI (LAI)₍₎)对于树，使用了与先前研究相同的程序(Shahidan et al.， 2010)。
3. 总LAI确定后，将树总高分成10个剖面，利用Plant Canopy Analyzer LAI-2000对每个剖面LAI进行测量，得到LAI_z(图2)。
4. LAI的测量方法与之前的研究程序相同_z对于每个树的部分。
5. 然后，将每个截面的结果用于计算z_p，用方程A3求树的每个部分。
6. z的结果_p将每个切片的LAD (S)相加_小伙子)与LAI比较₍₎在第二(2)步之前测量的，以确保测量的敏感性(Bruse, 2009)。
7. 然后，将每棵树的结果作为本地数据库，根据每个LAD层分布(LAD1 ~ LAD10)将结果传输并存储到ENVI-met模型植物数据库PLANTS.DAT中。
8. 最后，在ENVI-met模型的基础设置下，以50m x 50m的域对所有树木进行模拟，通过比较树冠内外气象参数，预测和比较单个和集群树木的降温效果。

图2:显示过程的截面图 在测量h,楼主的和LAIz 点击此处查看图

ENVI-met 3.1数值模拟

ENVI-met (Bruse, 2009)是一种基于流体动力学和传热基本定律的非流体静力预测模型，其软件包比用于流体动力学模拟的CFD软件包有很大改进(Shahidan et al.， 2012)。它几乎完全具备在任何地点模拟从小气候尺度到局地气候尺度的建筑环境的能力。与其他模型相比，我们更倾向于使用ENVI-met模型，因为该模型采用了土壤-植物-空气子模型，并在新的植物数据库中开发。ENVI-met植被模型提供了单株树木的实际技术过程，由四个子模型组成(Fahmy et al.， 2010)。

ENVI-met模型的验证——计算和测量比较

以马来西亚布城(即2009年2月28日)的实际晴日为基础，进行了一项实验，以验证其准确性。模型区域的水平分辨率为20m x 20m。在导频模拟中，日振幅随风速的减小而增大。因此，测得的平均风速由2.1 m/s变为1.0 m/s。本实验选取了四个定位点进行评价。选择了三个树木密度变化的地点和一个有人行道和没有树木的地点。得到了相似的24 h地表气温曲线，并计算出相关系数R²，测点的实测值与计算值之差为0.860 ~ 0.975，如表1所示。因此，这里可以说T的测量值和计算值_一个和T_年代在描述基于小气候参数调整的树木降温性能影响方面具有良好的相关性和可靠性。

表1:各地点24小时气温和地表温度实测值与计算值的相关系数和平均误差(改编自沙hidan, 2012) 点击这里查看表格

结果

基于4种不同类型树木的叶面积指数和叶面积密度场测量结果，对树木降温效果性能进行了模拟预测。LAD分布结果，l_z， LAD平均分布;小伙子_大街;小伙子类,小伙子_类;所选树木的LAI如表2所示。

表2:树面积密度和叶片结果为 四种不同树种的索引 点击这里查看表格

空气温度

从图3中可以明显看出，树木降低气温的作用从08:00开始逐渐增强，在15:00达到峰值，然后在傍晚开始逐渐减弱。但是，根据从10:00到16:00的差异，可以看到每棵树的个体效果。在峰值时段，Fb与外界空气温度相差1.38°C，最大降幅最大。其次是fd和mf，最大降幅为1.2°C，最小降幅为1.1°C。在这几个小时内，可以观察到，在正午12:00 - 15:00，太阳位置在头顶且最热的时候，树木遮阳效果更大(Shahidan, 2010)。树荫直接围绕着树冠，并提供了充分的阴影。因此，与外界环境温度相比，空气温度变得更低，并受到影响，直到15:00时达到峰值。这与Kotzen(2005)和Shahidan等人(2010)的研究相关联，在这些时间里可以发现树木遮阳的最大影响。此外，人们认为，每棵树的蒸发和蒸腾过程是不同的，因为在这几个小时里，树叶的数量和树荫的密度是不同的。此外，辐射过滤的过程根据每棵树的密度而变化(Brown and Gillespie, 1995;Shahidan et al.， 2010)。

平均来看，Fb的降温幅度最大，为0.6℃，其次是mf、fd和ml，降温幅度分别为0.51℃、0.42℃和0.37℃。给出的回归模型呈现线性模式(图3)。

图3:4种不同树种24小时逐时降温的比较及4种不同树种平均气温与树密度的相关性 点击此处查看图

LAI值随平均降温幅度的增大而增大。由此可见，随着R的增加，平均温度的降低对应着更高的冠层LAI值²值为0.94。结果表明，林分减少的变化主要是由于林冠比例和叶面随密度变化的差异。实际上，由于白天冠层密度较大，遮阳效果的坚固性和辐射拦截影响了冠层参数的较大减小。例如，与Fb密度相同(LAI值大于9)的树木比密度较低的其他树木对空气的升温更少。因此，高质量的遮阳和太阳辐射拦截将产生更大的冷却效益。此外，树木的集群排列将获得更大的降温效果。

图4:1树、4树和10树24小时逐时降温的比较及其相关性 平均气温和树木数量热带榕属植物 benjamina树种 点击此处查看图

图4为1、4、10高密度Fb树在24小时内的逐时气温降幅。该图显示，高峰时段的减少模式相同，随着树木数量的增加，气温的下降幅度也越来越大。与单棵树相比，增加四棵树和十棵树的额外最大降低幅度分别为0.08°C和0.2°C。然而，从18:00开始的夜间时间，与减少的单棵树相比，减少的数量逐渐增加。据信，在白天提供更大阴影区域的额外树木能够在夜间保持树下的空气温度低于外部温度。这种情况在白天和整个晚上持续不断地降低表面温度，而外部表面材料则慢慢地开始排出白天储存的热量。来自外部表面的热量使空气变暖，外部和下方的差异变得更大。然而，由于夜间树冠内部的热扩散较慢，与室外条件相比，在一天开始时可以发现较大的温差。尽管如此，研究结果证明了集群种植的重要性，因为在一天中最热的时期，树木的数量会增加，因此集群种植提供了最佳的冷却性能。如图4所示，当10棵树添加到站点时，减少了约60%。 This result confirmed that the higher average temperature reduction corresponds to the larger trees’ quantities with R²值为0.94。因此，可以说，树木的密度和数量越大，对树木冷却性能的影响越大，特别是在降低空气温度方面。

相对湿度

图5:4种不同树种24 h内逐时相对湿度增量的比较及4种不同树种平均相对湿度增量与树密度(LAI)的相关性 点击此处查看图

从图5中可以看出，相对湿度的增加与前一节的气温下降是相关的。从08:00至15:00至17:00，温度下降幅度最大，相对湿度增加幅度较大，夜间逐渐减小。然而，ml树种保持恒定在2%的减少水平，这可能是由于松散的树冠与外界湿度混合。另一方面，较高的冠层密度fd、mf和Fb最高分别增加了3%和4%。这使得每棵树的最大差异为1%。由于树下空气温度的降低，Fb树种的相对湿度最高。事实上，这种效应被认为是由于树木和地表的蒸发蒸腾作用导致的更高的水蒸发到空气中的过程。还可以注意到，该过程的影响在白天10:00开始出现，在13:00 - 17:00时逐渐增加，达到峰值，之后在夜间效果缓慢下降。可以明显地看出，在城市气温最高的关键时段，影响最大。事实上，人们认为，在最热的白天，潜热的产生除了蒸腾作用外，还会从地表蒸发更多的水。 It can be observed that each tree contributes to this effect even though each tree densities offer variation towards surrounding humidity. In average, Fb shows the highest average relative humidity increase with 2.21%, follows by mf, fd and ml with 1.54%, 0.99% and 0.98% respectively. The correlation between the relative humidity increase in each tree and the physical properties of each tree densities with R²的0.78在图5中得到证实。对于数量较大的集群种植，图6显示了相对湿度轮廓与气温减少模式的关系，其中当场地增加10棵树时，减少幅度最大。

图6:每小时相对湿度增幅对比 1、4、10棵树在24小时内 平均相对湿度与树木的相关性 大量的热带榕属植物benjamina树种 点击此处查看图

重要的是，在高峰时段，10棵树的影响更大，增幅最高，达到5.3%。此外，在夜间也发现了同样的效应，在夜间，单棵树和额外树木之间的相对湿度差异增加，这可能是由于热量释放降低了外界湿度的相同原因。增加10棵树的相对湿度增加约4.42%。这使得单个树产生50%的额外增量。与气温相反，随着树木的增加，平均湿度的增加幅度更大。这已被证实与湿度影响的树木数量与R的相关性²值为0.97，如图6所示。

绝对湿度

实际上，通过测量绝对湿度可以有效地确定植物冷却的存在(Kurn et al.， 1994;Spangernberg et al.， 2008)。4种不同树种的绝对湿度在15.59 ~ 22.90 g/m之间^3.。这与Kurn et al.(1994)的研究结果相一致，其中夏季的平均绝对湿度范围为7.74至29.67 g/m^3.。在此基础上，对模拟的绝对湿度结果进行了验证。

图7:4种不同树种24 h内逐时绝对湿度增量的比较及4种不同树种平均绝对湿度增量与树密度(LAI)的相关性 点击此处查看图

图7为4种不同树种在24小时内的逐小时绝对湿度增量。在白天，4种树种的绝对湿度从10:00开始逐渐升高，在15:00 ~ 16:00达到峰值，在夜间缓慢下降。Fb在16:00时增幅最大，增幅为0.62 g/m^3.其次是mf、fd和ml，分别为0.46、0.37和0.25 g/m^3.,分别。因此，这解释了每棵树的相对湿度和蒸散速率的变化。显然，与其他树种相比，Fb树种具有更高的蒸散速率。该条件允许在树参数范围内具有较高的潜热通量与感热通量之比。这一条件因素对这棵树的空气温度和相对湿度的改善作用最大。重要的是，树木的物理特性使这种条件更加有效。图7解释了绝对湿度随树木密度的变化情况。含水率随密度的增加而增加。相关性证实，R值较高的树木密度越大，蒸散速率越大²值为0.96。此外，使用更多的高密度树木，如Fb，可以为城市地区创造更大的水分含量。图8为绝对湿度最大增量为0.69 g/m时的变化规律^3.在十棵树之后是四棵树和一棵树，0.62克/米^3.为两个。这一条件因素将导致树木在城市环境中的最佳降温效果。平均绝对湿度与R树密度的相关结果进一步证实了这一点²值为0.93，如图8所示。

图8:一、四、十的每小时绝对湿度增幅比较热带榕属植物benjamina树木24 h期平均绝对湿度与树木数量的相关性热带榕属植物benjamina树种 点击此处查看图

地表温度

图9:4种不同树种24小时逐时地表温度下降的比较及4种不同树种平均地表温度下降与树密度(LAI)的相关性 点击此处查看图

由图9可以看出，地表温差在白天从11:00开始急剧增大，在15:00 ~ 17:00达到峰值，然后在夜间逐渐减小。这被认为是由于该地区的太阳角度，从12:00到15:00开始，遮荫直接集中在冠层周围(Shahidan et al.， 2010)。此时，由于太阳角度高度接近90°，遮荫面积将与种植面积基本对应(Fahmy et al.， 2010;Shahidan et al.， 2010)。实际上，整个树冠的辐射过滤会影响树冠下的辐射热量。这种情况导致地表温度比暴露地表温度低，释放出更多的潜热通量。因此，由于蒸发过程，地表提供了更多的潜热。这就是白天水分含量较高的原因之一。因此，空气受热减少，空气温度降低，相对湿度急剧增加。然而，在参考结果时，可以观察到性能取决于每个单独的树。 It can be noted that the effects of surface cooling continued for two hours until it slowly started to decrease. The Fb tree shows the highest reduction at 17:00 with 23.8°C and follows by mf, fd and ml with magnitude differences of 22.6°C, 20.1°C and 19.1°C, respectively. In average, the ground surface temperature reduction for Fb is about 7.45°C, follows by mf, fd, and ml with magnitude of 7.38°C, 6.79°C and 5.97°C, respectively. This again has been proved where the ground surface temperature reduction correlates with tree densities as presented in Fig. 9 with R²值为0.97。

图10:1、4和10的每小时地面温度下降比较热带榕属植物benjamina24 h期间树木的平均地表温度下降与树木数量的相关性热带榕属植物benjamina树种 点击此处查看图

可以观察到，随着城市环境中树木的增加，减少的幅度越来越大(图10)。事实上，随着更多的树木被成组放置，树木的密度变得最佳和坚固。这种情况将在白天和晚上保持树下的最低地面温度。平均10棵树可降低地表温度8.9°C左右，且与R有显著关系²值为0.83(图10)。结果表明，树木密度越大，城市空间的蒸散量受最低地表温度的影响越好。因此，这种现象成为评估基于树木密度和数量变化的冷却性能的另一个重要因素。

热辐射过滤

图11:4种不同树种日间逐时热辐射过滤的比较及平均热辐射过滤与树密度(LAI)的相关性 点击此处查看图

表面温度降低的一个原因是由于整个冠层的辐射过滤。图11为白天07:00 - 19:00四种不同树种逐时热辐射过滤对比图。可以观察到，在08:00 ~ 17:00时段，冠层开始过滤直接辐射。很明显，可以看出，由于90°的太阳角在树冠下提供了坚实的阴影，最高的过滤发生在12:00。与其他时间相比，随着叶片过滤更多的入射辐射和通过树冠下遮阳传播的少量辐射，过滤变得更有效。这种情况将大大减少树冠下直接和陆地的热量，因此，与暴露的区域相比，发现的热量更少。由于这个原因，地表吸收的热量减少，同时降低了冠层下的地表温度。这解释了地面温度下降的情况，在这一小时内开始显著增加。然而，这种影响一直持续到17:00时，表面温度下降幅度最大。平均而言，发现密度最高的树木与最高的热辐射过滤相关。 The Fb tree species was found to be of 98.71% filtration follows by mf, fs and ml with 96.48%, 83.76% and 70.87% filtration, respectively. Fig. 11 shows the relationship with R²值为0.95。

图12:1种、4种和10种榕树树种24小时期间每小时热辐射滤过量的比较及平均热辐射滤过量与树木数量的相关性热带榕属植物benjamina 点击此处查看图

在图12中，Fb树种的单棵树、四棵树和十棵树的格局相似，但在12:00之后，由于遮阳的影响变得明显，可以观察到过滤的变化。事实上，在16:00的时候，过滤比单独的树更大。这种模式与地表温度有关，其中树木数量之间的间隙差从12:00开始可以看到，并且在17:00时随着低海拔太阳角度的过滤变小而缓慢减小。在这段时间里，遮阳的位置远离单株树木，地面暴露在阳光下，因此，地面温度变得更高。然而，随着更多高密度的树木添加到场地，可以找到更大的阴影区域，并且在这一小时内发生过滤过程。结果表明，林冠下部分遮荫区地表温度较低。平均而言，10棵树对Fb的热辐射过滤几乎为100%，遮阳可以认为是坚实的。认为这种过滤值状态影响地表温度的降低和蒸散速率的增加，提供了降温效果的最佳条件。事实上，这些修改是城市空气温度和相对湿度改善的另一个原因。图12用R解释了热辐射过滤与树密度的关系²值为0.95。

风速

在测量树木的绝对降温效应时，本模拟研究将风的影响减小到1.0 m/s。创建这个条件是为了提供几乎静态的风效果，以便在整个24小时内看到实际树木冷却效果的绝对表现。然而，在本研究中，空气运动模式仍然可以通过初始模拟输入的减少百分比来测量。

图13:4种不同树种24小时逐时风速减少量的比较及平均风速减少量与树密度的相关性 四棵不同的树 点击此处查看图

图13显示了每个树种相似且恒定的模式。可以看出，Fb树的降幅最大，为0.69 m/s，其次是mf、fd和ml，降幅分别为0.46、0.35和0.17 m/s。与上述结果相比，我们认为Fb中最大的风速降低对冷却分布的影响较小，因为树冠密度大，阻力大。平均而言，高密度树木(如Fb)的减少率为63%，树木密度与风速减少的相关性与R得到了证实²值为0.89(图13)。然而，从本研究结果来看，风效应对冷却过程的影响似乎并不大，因为从上一节已经证明，空气温度的降低仍然被认为是明显更高的。然而，我们认为风的存在有助于树木降温效应在城市地区的分布。另一方面，密度高的树木会降低分布效果，但仍然可以看到分布效果，但影响较小。与高密度树相比，松散密度树(如fd和ml)的平均降幅分别为12%至21%。松散的树冠较少阻挡风速。然而，由于叶片数量较少，遮阳效果和直接辐射过滤质量较低，冷却和降低气温的效果明显较小。事实上，由于有大量的风运动，松散密度的冷却效果会降低，这是由于来自树木的冷空气和来自周围的热空气混合的直接影响，这些空气由高空空气运动携带(Dimoudi和Nikolopoulou, 2003)。因此，可以说，风效应虽然对城市区域的降温分布有影响，但对提供树木的最佳降温效果过程并没有帮助。这与Fahmy et al.(2010)的研究相关联，他发现风速对降低气温没有帮助。 It also should be noted in this findings that high tree quantities with tree clusters planting is believed can create drag force of plant canopies where the highest reduction can be found at the end of the day (Fig. 14).

图14:一棵、四棵和十棵榕树每小时平均风速减少的比较 24小时内的物种 点击此处查看图

然而，风速的降低对白天树木冷却过程的影响不大，因为白天高密度树木数量越多，气温就越低热带榕属植物benjamina再减少7%。可以说，由于其他气象参数的微小变化，风的运动对树木降温效果的影响是微不足道的。此外，值得指出的是，由于树木的高密度和数量，通过几乎静态的空气运动，可以有效地产生最佳的树木冷却效果。因此，环境空气温度可以降低到最佳水平。

表3:每棵树降温效果汇总表 四种不同树种的性能 点击这里查看表格

讨论与结论

从本质上讲，本文的目的是研究基于树的物理性质的单个树和群集树的冷却效果性能。表3显示了四种不同树种的每棵树冷却效果性能总结。总的来说，可以确定树木的冷却效果表现在很大程度上取决于树木的物理性质。树木密度的变化对树木降温效果有不同的影响。在此条件下，不同树种对空气温度、相对湿度、绝对湿度、地表温度、太阳辐射和风的调节能力不同。可以观察到，对于单个高密度树，如热带榕属植物benjamina与其他树种相比，1.5 ~ 2.0的LAD等级对小气候变量有显著的改变。其他树如Mesua ferrea，Filicium decipens和Maleleuca leucadendron树木密度越低，冷却效果越差。高密度的热带榕属植物benjamina显著降低了0.6°C的空气温度和2.21%的相对湿度，这是合理的，因为98.71%的高滤过率提供了高质量的树冠下遮阳效果。此外，该条件可使地表温度降低7.45℃，并促进蒸发速率，使绝对湿度增加至0.18 g/m^3.。重要的是，最佳冷却性能可以在最热的白天时间大约15:00时找到。此外，冷却的效果可以达到最低的空气流动。然而，应该指出的是，与松散密度的40%、21%和12%相比，实施高密度树木可能会减少63%的风速，这可能会影响城市地区的空气流动Mesua ferrea，Filicium decipens和Maleleuca leucadendron,分别。为了提供最佳的冷却效果，研究表明树木数量对树木的冷却性能起着重要作用。在不影响风效应的情况下，在城市场地种植更大的高密度树木可以更好地改善所有小气候变量。然而，在热带地区，可以观察到空气和地表温度的改善非常受关注，它们会影响热舒适和建筑的能源性能。因此，小气候变量的改善与集束种植的树木数量显著相关。总体而言，高密度的树木和大量的树木可以通过蒸发冷却更好地改善空气和地表温度，相对湿度，高质量的辐射过滤和遮阳作用对城市环境产生最佳的降温效果。最后，树木冷却技术方面的基本知识可用于修改城市小气候变量，并从树木物理性质的评估中减少城市热岛的影响。

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