湿度の高い亜熱帯気候地域における人間のエネルギーフラックスに及ぼす樹木の影響

The effect of trees on human energy fluxes in a humid subtropical climate region.

• Zhixin Liu
• Robert D Brown
• Senlin Zheng
• Lei Zhang
• Lihua Zhao

抄録

樹木は、高温気候下での人間の温熱的快適性を向上させるための有効なツールと考えられており、ランドスケープアーキテクチャーにも広く利用されている。しかし、樹木が人間と環境のエネルギーフラックスにどのような影響を与えているかは必ずしも明らかではない。本研究では、4つの一般的な樹種について、それぞれの樹木とその特性が、湿度の高い亜熱帯気候地域の人間のエネルギーフラックスにどのように影響を与えているかについて、包括的な実地測定に基づいて詳細な分析を行った。その結果、樹木の影響が最も大きいのは放射フラックスであり、対流フラックスと蒸発フラックスへの影響ははるかに小さいことが示された。日陰に立っている人の場合、木は開放された基準点と比較して、吸収された放射線の約25％を減少させることができる。さらに、放射成分に対する冷却効果は、日射領域では地上放射領域よりも大きいことがわかった。日射量と地表面温度は、樹木の特性や地表面の熱物理特性の影響を受け、人間のエネルギー収支に最も大きな影響を与えることがわかった。相対湿度と風速の影響は非常に小さかった。本研究では、4つの一般的な樹種の中で、Ficus microcarpaが最も吸収される日射フラックスを減少させることで、最も優れた熱性能を発揮した。本研究は、樹木が人に与える熱影響に関する詳細な実証研究を示しており、都市設計における樹木の樹種選択のための推奨事項を提供している。

Trees are considered to be an effective tool for improving human thermal comfort in hot climates and have been widely used in landscape architecture. However, it is not always clear how trees affect human-environment energy fluxes. In this study, an in-depth analysis of four common tree species was undertaken based on comprehensive field measurements, in terms of how each tree and its characteristics affected the energy fluxes of a person in a humid subtropical climate region. Results showed that the largest effect of trees was on radiation fluxes, with a much smaller effect on the convective and evaporative fluxes. For a person standing in shade, a tree can reduce approximately 25% of the absorbed radiation compared with an open reference point. Moreover, the cooling effect on radiation components was found to be greater in the solar radiation domain than in the terrestrial radiation domain. Solar radiation and ground surface temperature had the largest effect on a human energy budget, which was affected by characteristics of the trees and the thermophysical properties of ground surfaces. The effect from relative humidity and wind speed was quite minimal. For the four common tree species in this study, Ficus microcarpa had the best thermal performance by reducing the most absorbed solar radiation flux. This study shows a detailed empirical research about the thermal effects of trees on a person, providing recommendations for tree species selection in urban design.