Des auvents d'arbres urbains sains fournissent de l'ombre et une transpiration de l'eau qui peuvent atténuer les effets de réchauffement des îlots de chaleur urbains (UHI), et de nouvelles recherches récemment publiées dans Rapports scientifiques sur les températures de la canopée des arbres à New York par un doctorant de l'Université d'Alabama à Huntsville (UAH) offre de nouvelles perspectives pour la gestion de la foresterie urbaine.

Trang Thuy Vo de Ho Chi Minh-Ville, Viêt Nam, étudie les effets urbains sur la climatologie et comment atténuer l'effet d'îlot de chaleur en optimisant efficacement la foresterie urbaine dans les mégalopoles pour son doctorat au Département des sciences de l'atmosphère et de la Terre (ATS) de l'UAH, une partie du système de l'Université de l'Alabama. Elle est conseillée par le Dr Leiqiu Hu, un professeur adjoint de science atmosphérique qui a co-écrit le document de recherche.

"Il s'agit de sa première publication dans son programme de doctorat ATS, qui a démontré la capacité croissante des capteurs spatiaux de nouvelle génération à traiter des problèmes environnementaux urbains complexes à haute résolution spatiale et temporelle, " dit le Dr Hu. " La recherche met en évidence des interactions spatialement diverses et temporellement dissemblables entre les canopées des arbres, l'atmosphère et l'environnement bâti ambiant à travers une ville."

Les recherches de Vo ont utilisé les données de l'instrument ECOSTRESS monté sur la Station spatiale internationale (ISS). Il a été en partie soutenu par le projet Sciences appliquées de la santé et de la qualité de l'air de la NASA sur les infrastructures de refroidissement urbain en collaboration avec l'Université d'État de Floride et le programme de recherche interdisciplinaire en sciences de la Terre de la NASA sur le cycle hydrométéorologique urbain en collaboration avec l'Université Cornell, Texas A&M University et Arizona State University.

Interpréter ces données peut aider à identifier la santé des arbres dans des environnements urbains complexes en utilisant des observations de télédétection, Vo dit, et il peut influencer les espèces utilisées et les modèles de plantation d'arbres dans les paysages urbains.

"Notre approche est d'abord de réduire le travail nécessaire pour collecter manuellement la santé des données des arbres, " dit-elle. " En étudiant comment les arbres urbains interagissent avec trois facteurs environnementaux :la quantité de verdure, distance aux plans d'eau et hauteur du bâtiment - emplacement des arbres et exigences supplémentaires pour leurs conditions de croissance, comme l'arrosage, pourrait être amélioré dans la conception urbaine.

Les surfaces dures comme la brique, asphalte ou béton, le type de couverture végétale et le nombre et la taille des plans d'eau à proximité appelés espaces bleus affectent tous les températures de la canopée et la santé des arbres dans les microclimats urbains, la recherche a trouvé. Cela affecte à son tour la capacité des arbres à lutter contre l'effet UHI, un phénomène bien connu dans lequel une différence de température significative se produit entre les zones urbaines et rurales environnantes.

"Nous avons constaté que la température des arbres varie considérablement d'un arrondissement à l'autre de la ville de New York. Par exemple, les températures des arbres à Staten Island, le quartier le plus vert, sont beaucoup plus basses et plus homogènes par rapport à celles de Manhattan, qui a la morphologie de bâtiment la plus complexe, " dit Vo. "Cela indique une interaction entre la morphologie urbaine et les arbres urbains."

Les résultats offrent de nouvelles perspectives aux aménagistes forestiers urbains pour réduire le stress thermique sur les arbres afin d'améliorer leur taux de survie, dit son conseiller, Dr Hu.

« Les résultats sont également importants pour soutenir nos futures recherches sur la capacité de refroidissement des arbres urbains dans les villes, comme la température de la canopée est une variable clé qui influence le refroidissement par évaporation et par transpiration, " dit le Dr Hu.

L'étude propose des approches pratiques d'atténuation de la chaleur dans les zones densément construites, comme la rénovation de bâtiments avec des façades vertes et des toits verts, et fournir l'irrigation nécessaire pour les conditions plus sèches présentes dans les îlots de chaleur.

« Pour les villes de l'intérieur en manque de refroidissement bénéficiant d'espaces bleus, il est préférable de rassembler les arbres plutôt que de les isoler en petites parcelles, et de leur fournir une irrigation suffisante. Plus la couverture des espaces verts est importante, plus la température de l'arbre est basse, " dit Vo.

« Il est intéressant de noter que la température de surface des arbres urbains varie de manière diurne et spatiale à travers la mégapole, qui met l'accent sur les influences des effets urbains sur cette composante vitale de la verdure, " dit-elle. " En comprenant ce comportement dynamique, Je pense fermement que la santé des arbres urbains peut être améliorée."

Un jeu de données disponible gratuitement d'ECOSTRESS, l'instrument de détection basé sur l'ISS, a été utilisé dans la recherche avec une imagerie de la température de la surface terrestre (LST) à résolution spatiale modérée d'environ 70 mètres. Douze images LST de ciel clair ont été choisies et réduites pour construire un cycle diurne complet de la température des arbres urbains. Vo a utilisé une approche statistique pour extraire la température de l'arbre, puis a appliqué cet algorithme à l'ensemble de la ville de New York.

Elle a utilisé une procédure de programmation parallèle pour le traitement et le calcul des images afin de réduire le temps de traitement.

"Par conséquent, nous pourrions avoir une carte des températures des arbres pour l'ensemble de la ville de New York en moins d'une heure, " dit Vo. "J'espère qu'à l'avenir, notre schéma réduit sera appliqué à une échelle beaucoup plus grande, par exemple pour les États-Unis contigus, nous aurons donc une meilleure idée de la santé des arbres à travers les États-Unis, étant donné les différentes régions climatiques.