Sensorer nedgravet for at overvåge jordfugtighed og temperatur. Kredit:Kindler/ASU
Det vil ikke komme som nogen overraskelse for nogen, der bor i Phoenix, Arizona, at 2020 har været et rekordår for høje temperaturer. Ifølge National Weather Service, i 2020 har Phoenix-området overgået alle tidligere år for gennemsnitlige høje temperaturer og advarsler om overdreven varme.
Med den kombinerede trykkende varme og COVID-19-restriktioner på rejser og indendørs aktiviteter som film og restauranter, mange mennesker har henvendt sig til byparker for udendørs rekreation.
Og mens Phoenix-områdets parker kan tjene som en oase for beboerne, den vanding, der er nødvendig for at holde parkerne frodige og køligere, er forbundet med høje omkostninger til vandforbrug.
For at bestemme denne pris, et team af forskere ledet af hydrolog Enrique R. Vivoni fra Arizona State Universitys (ASU) School of Earth and Space Exploration and School of Sustainable Engineering and the Built Environment brugte et år på at indsamle data om vejrforhold, evapotranspiration og jordvand på Encanto Golf Course i Phoenix. Resultaterne af deres undersøgelse er for nylig blevet offentliggjort i Geofysiske forskningsbreve .
At studere Oasis-effekten
Vivoni og hans team identificerede, at parken viste, hvad meteorologer kalder "oase-effekten, " som refererer til skabelsen af et mikroklima, der er køligere end et omgivende tørt område på grund af fordampningen af en vandkilde.
Kandidatstuderende Mercedes Kindler installerer solpaneler til station. Kredit:Perez-Ruiz/ASU
"Ordet 'oase' kan fremmane billedet af en vandpøl omgivet af palmer i en sandørken, " siger Vivoni. "Men den samme effekt opstår i byparker, når varme fra det omkringliggende kvarter transporteres af vinden ind i parken, øge fordampningshastigheden."
For at måle oase-effekten på Encanto Golf Course, Vivoni og hans team brugte specielle sensorer på en vejrstation i parken. Disse sensorer målte vand- og energistrømme sammen med kuldioxidudvekslinger, der skildrer planters fotosyntese og respiration.
Vivoni og kandidatstuderende Mercedes Kindler, Zhaocheng Wang, og Eli Pérez-Ruiz arbejdede sammen om sensorinstallationen, dataanalyse og brug af satellitbaserede produkter til at overvåge parkforholdene.
"Vi etablerede os i Encanto Park i februar 2019, og alle vores instrumenter var operationelle i den næste måned, " siger Kindler. "I et år, vi gennemførte ugentlige eller to-ugentlige besøg på webstederne til dataindsamling og stationsvedligeholdelse. Det har været en stor oplevelse at arbejde med dette forskningsprojekt, da det har givet os mulighed for at lære mere om vand- og energistrømme på en urban golfbane."
Deres bemærkelsesværdige resultater var dobbelte. Først, oasiseffekten førte til uventet høje fordampningstab i løbet af natten. Sekund, oasiseffekten var relateret til fordampning af jordvand og kunstvandingsvand, og ikke til aktiviteten af planter og græsser i parken.
Kandidatstuderende Eli Perez-Ruiz på fluxtårn. Kredit:Kindler/ASU
"På grund af oasis-effekten, når vi vander vores byparker om natten, vi mister enorme mængder vand, og vi ser øgede kuldioxidemissioner, hvilket kan føre til et højere globalt opvarmningspotentiale, " siger Vivoni. "Dette har vigtige konsekvenser for vandbesparelse og håndtering af drivhusgasemissioner i ørkenbyer som Phoenix."
Mens yderligere undersøgelser er nødvendige for at bestemme, hvornår i løbet af dagen det ville være at foretrække at vande, at foretage denne ledelsesændring ville mindske tabet af fordampning og kuldioxidemissionerne (som bidrager til global opvarmning) under varme, tør, blæsende dage.
Det skal også fastslås, hvor udbredt denne effekt er inden for Phoenix. I betragtning af det store antal parker og golfbaner, imidlertid, det forventes, at resultaterne af denne undersøgelse vil give vigtige regionale konsekvenser, som skal overvejes af staten, amts- og bystyrelser.