Почему в лесу холоднее на 3–12 градусов: физика деревьев, которую учёные расшифровали только сейчас

Помните это чувство? Идёте по раскалённому городу в июле, асфальт буквально жжёт сквозь подошвы, воздух дрожит от жары. И вот вы сворачиваете в парк — и температура падает, дышать становится легче, будто кто-то включил природный кондиционер. И дело здесь вовсе не в тени.

Деревья действительно охлаждают воздух. Учёные измерили: в лесу прохладнее в среднем на 3 градуса в средней полосе России, а в сухом климате разница доходит до 12 градусов.

Один градус прохлады может спасти жизнь пожилому человеку во время волны жары. А три градуса — это разница между «жарковато» и «вполне терпимо».

Температура в лесу и на открытом месте отличается кардинально, и вот почему это работает.

Дерево как живой испарительный холодильник

Секрет прост: испарение воды листьями. Деревья «потеют» через микроскопические поры на листьях — устьица. Вода поднимается от корней по стволу (на десятки метров в высоких деревьях!) и испаряется в воздухе. Процесс называется транспирацией.

А далее работает закон сохранения энергии. Ведь испарение требует колоссальной энергии!

Физики называют её скрытым теплом: чтобы превратить воду из жидкости в пар, нужно 2260 килоджоулей на килограмм. Для сравнения: нагреть тот же килограмм воды на градус — всего 4.18 кДж. Испарение требует в 540 раз больше энергии!

Откуда берётся эта энергия? Из окружающего воздуха. Солнечное излучение нагревает листья и окружающий воздух. Это тепло используется для испарения воды.

Как работает транспирация? Вода в виде пара уходит в атмосферу, унося тепловую энергию. Результат: окружающий воздух остывает.

Одно крупное дерево испаряет до 2000 литров воды в жаркий день.

Получается, что деревья постоянно охлаждают воздух. Каждое работает как десяток кондиционеров одновременно, только без счетов за электричество.

Есть нюанс: без воды в почве дерево закрывает устьица, испарение падает на 90%, и охлаждающий эффект исчезает. Растения которые охлаждают воздух, бесполезны в засуху без полива.

Почему в городе жарче: асфальт против зелени

В городе жарче на 2–7 градусов, чем за городом. Физики называют это «эффектом теплового острова». Причина банальна: чёрный асфальт поглощает 88–92% солнечного света и превращает его в тепло. В полдень асфальт нагревается до 70 градусов, а почва под деревом остаётся на уровне 35–40 градусов. Разница в ощутимой температуре — 30 градусов!

Асфальт греет воздух напрямую, а деревья охлаждают через испарение. Роль зелёных насаждений критична: парки и температура воздуха связаны прямо. Один парк охлаждает район на 3 километра вокруг себя, но дальше эффект затухает.

Как снизить жару в городе? Сажать деревья — банально, но работает.

Вот только в тесной городской застройке деревья теряют 80% эффективности. Тень от зданий блокирует свет, дерево меньше фотосинтезирует и меньше испаряет. Деревья в открытых планировках охлаждают воздух на 9 градусов, а между небоскрёбами — всего на 2 градуса. Так что озеленение участка от жары на даче даст больший результат, чем во дворе-колодце.

Как лес вызывает дождь

В 2024 году исследование бразильских ученых, опубликованное в Nature Geoscience перевернуло представления о роли лесов.

Оказалось, деревья не просто используют дождь — они его вызывают.

Механизм такой: деревья выпускают летучие вещества — терпены, изопрен, сесквитерпены. Это «запахи леса», которые мы чувствуем после дождя. Эти молекулы реагируют с озоном в атмосфере и образуют микрочастицы — ядра конденсации облаков. Вода конденсируется на этих частицах, формируются облака, которые превращаются в дождь.

А дождь, в свою очередь, усиливает процесс. Летучие вещества растений смывают конкурирующие аэрозоли, и деревья выпускают ещё больше терпенов.

Получается положительная обратная связь: дождь провоцирует новые дожди.

В Амазонке деревья обеспечивают до 75% всех осадков через рециклирование влаги. Вода испаряется, переносится ветром на 600–2000 километров, выпадает дождём, снова испаряется — и цикл повторяется.

Какие деревья сажать на даче для прохлады

Хватит теории — переходим к практике. Какие растения лучше всего охлаждают?

Топ деревьев для русской дачи:

липа сердцелистная (28 киловатт охлаждения)

дуб красный (24 кВт)

ясень (22 кВт).

Для быстрого результата — осина или ива: растут по 50 сантиметров в год, через 3 года уже дадут прохладу. Для долгой перспективы — дуб или липа: живут 150–200 лет и охлаждают всё сильнее с возрастом.

Три дерева на участке плюс кустарники под ними — и через 5 лет прохлада на 3–5 градусов гарантирована. Высаживайте деревья на западе и юге дома. Летнее солнце приходит с запада днём, и дерево перехватывает тепло до того, как оно прогреет стены.

Без воды дерево закроет поры и перестанет охлаждать. Минимум 20–40 литров в неделю на дерево летом.

Кустарники тоже помогают: сирень, жасмин, бузина, калина. Под кустарниками сажайте многолетники с крупными листьями — хосту, астильбу, папоротник. Получается трёхъярусная система, как в настоящем лесу: верхний ярус (деревья) + средний (кустарники) + нижний (травы).