شهرها به‌ویژه در برابر تغییرات اقلیمی مخرب (موج گرما، سیل و غیره) هستند. آنها هم در برابر امواج گرما به دلیل اثر جزیره گرمایی شهری و هم در برابر باران شدید که می‌تواند باعث سیل شود آسیب‌پذیر هستند. دلیل آن می‌تواند سطوح معدنی (بتن، سیمان، آسفالت و…) بکار رفته در شهرها باشد که رواناب و ذخیره گرما را تسهیل می‌کنند و به‌ویژه به‌شدت آب – شرایط هوا حساس بوده و احتمالاً تحت‌تأثیر تغییرات آب‌وهوایی تشدید می‌شوند.
طبیعت‌سازی محیط شهری بخشی از آن چیزی است که ما امروزه آن را راه‌حل‌های مبتنی بر طبیعت می‌نامیم. بام‌ها و نماهای سبز، دره‌ها (خندق‌های پوشش گیاهی ابعادی جهت بهینه‌سازی تخلیه آب روان)، درختان باران، پارک‌های شهری… که به نظر می‌رسد یکی از اهرم‌هایی است که سازگاری با آب‌وهوا را ممکن می‌کند و در نتیجه شهر را در برابر پیامدهای تغییرات آب‌وهوایی مقاوم‌تر می‌سازد نمونه‌هایی از پروژه‌های طبیعت‌سازی شهرها هستند. از این رو بایستی مدیریت جریان آب و انرژی به بهترین نحو انجام پذیرد تا با سطوح معدنی در یک سیستم پیچیده که محیط شهری است، تعامل داشته باشد.
در مرکز این تبادلات، فرایند تبخیر و تعرق قرار دارد که در نتیجه آن آب موجود در سطح به حالت گاز یا با تبخیر آب موجود در خاک یا به‌وسیله تعرق به اتمسفر بازمی‌گردد. در میان این عملکردهای مختلف، تبخیر و تعرق این امکان را می‌دهد تا در وهله اول دمای هوا به صورت محلی کاهش یابد چرا که این فرایند از انرژی مصرف می‌کند، سپس با بازگرداندن ظرفیت نفوذپذیری به خاک‌ها آنها را زهکشی کنند.
نقش تبخیر و تعرق، در سازگاری اقلیمی
اگرچه فرایند تبخیر و تعرق نشان‌دهنده بخش قابل‌توجهی از تعادل آب (حدود ۵۰ تا ۷۰٪) است، اما تخمین این پروسه عمدتاً دشوار است. در سال ۲۰۲۲ که موضوع مطالعات خاصی در طول پروژه ارزیابی عملکرد اکوسیستم طبیعت‌سازی محیط شهری در آزمایشگاه هیدرولوژی بود، پروتکل‌های آزمایشی ابتدا به منظور کمی‌سازی این جریان و درک تنوع آن، هم از لحاظ مکان و هم زمان ایجاد شدند که در آن دو روش اصلی با هم مقایسه شدند: ۱- اندازه‌گیری‌های غیرمستقیم، با کسر تبخیر و تعرق از تراز انرژی سطح، یعنی با اندازه‌گیری سایر جریان‌های گرمایی که به سطح می‌رسند یا خارج می‌شوند، که مجموع آنها باید صفر باشد. به عنوان مثال، تابش برآمده از خورشید و اتمسفر، انعکاس سطح، جریان جذب شده یا پراکنده شده توسط زمین و غیره. ۲- اندازه‌گیری مستقیم، با استفاده از یک “محفظه تعرق” توسعه‌یافته توسط شرکت سریما، که به طور موقت در یک فضای گیاهی قرار می‌گیرد و اندازه‌گیری تغییرات رطوبت در داخل آن مطابق با جریان بخار آب تولید شده توسط پوشش گیاهی صورت می‌گیرد.
پایگاه داده‌ای جهت انتخاب بهتر گیاهان
پروتکل‌ها و روش‌های اندازه‌گیری توسعه‌یافته را می‌توان به‌راحتی روی پوشش‌های گیاهی و انواع راهکارهای مبتنی بر طبیعت برای ارزیابی قدرت تبخیر و تعرق به‌راحتی بازتولید و پیاده‌سازی کرد. اندازه‌گیری‌های جمع‌آوری‌شده به‌این‌ترتیب در ایجاد پایگاه‌های اطلاعاتی که در دسترس جامعه علمی قرار می‌گیرند سهیم هستند.
به‌عنوان بخشی از پروژه ” EVNATURB” ، از آنها برای تقویت و اعتبارسنجی مدل‌های دیجیتالی حالات و رفتار می‌توان استفاده کرد. یعنی نرم‌افزاری که قادر به شبیه‌سازی چرخه آب (بارش، نفوذ، رواناب، تبخیر و تعرق…) و انتقال انرژی در مقیاس‌های زمانی و مکانی متناسب با نیاز شهرها است.
در مقیاس یک پروژه گسترش‌یافته یا محله‌ای، مدلی که اکنون مورد تأیید است امکان محاسبه و درک اینکه چگونه آب باران جاری شده و نفوذ می‌کند و/یا انباشته می‌شود، و همچنین نحوه رفتار سطوح مختلف شهری از دیدگاه حرارتی را میسر می‌سازد. این ابداع به شما امکان می‌دهد منحنی‌ها و نقشه‌های جریان، سیل، یا دمای هوا یا سطح را تهیه کنید. این ابزار برای تصمیم‌گیرندگان ارزشمند است، زیرا آزمایش اجرای راهکارهای مبتنی بر طبیعت‌های مختلف و مناسب‌بودن انتخاب‌های انجام شده (نوع راه‌حل، گونه‌های گیاهی، مکان و غیره) را برای دستیابی به اهداف مدیریت آب‌های بارانی و کاهش جزایر گرمایی ممکن می‌سازد.
انواع پوشش‌های گیاهی در شهر فردا
به‌موازات آن، تلاش‌هایی در راستای مهندسی اکولوژیکی انجام شد تا پیوندی بین ویژگی‌های گونه‌های گیاهی که در شهر یافت می‌شوند و عملکردهای اکوسیستم مورداستفاده برای اهداف سازگاری موردنظر برقرار شود؛ بنابراین، شکل و سطح برگها یا نوع سیستم ریشه‌ای که صفات عملکردی نامیده می‌شود، بر ظرفیت تبخیر و تعرق یا نگهداری آب تأثیر می‌گذارد.
این امر سؤالاتی در مورد پیامدهای تغییرات جهانی مداوم بر تکامل ویژگی‌های عملکردی گیاهان شهری، پایداری آنها و خدمات اکوسیستمی که آنها می‌توانند ارائه دهند را در پی خواهد داشت. ازاین‌رو، چنین تجزیه و تحلیلی امکان ارائه توصیه‌های اولیه از نظر گونه‌های مورداستفاده (به‌عنوان‌مثال پیازچه کوهی، چمن روی بام‌های سبز) و عملکرد بهتر (مدیریت تطبیقی، طراحی زیست‌محیطی، و غیره) برای اطمینان از پایداری راهکارهای مبتنی بر طبیعت اجرا شده را تسهیل کرد.
در حال حاضر، نتایج به‌دست‌آمده در طول این پروژه در حال اعتبارسنجی در چارچوب مشارکت‌های تحقیقاتی صنعتی با استارت‌آپ‌های دیگری هستند که درحال‌توسعه استراتژی‌هایی برای سازگاری با تغییرات اقلیمی بوده‌اند. آنها همچنین در آموزش عالی جهت ارتقای آگاهی نسل‌های جوان از این راه‌حل‌های سازگاری، پیچیدگی غیر قابل رویت آنها و نیاز به اجرای رویکردهای چندرشته‌ای، چند مقیاسی و چند فیزیکی برجسته می‌شوند.
ابزارهای پشتیبانی تصمیم‌گیری برای مقامات محلی
این کار تحقیقاتی اکنون از طریق یک پروژه جدید، به نام پروژه برنامه‌ریزی و ارزیابی راه‌حل‌های مبتنی بر طبیعت برای جوامع سرزمینی پیگیری می‌شود که در فوریه ۲۰۲۵ آغاز خواهد شد که با هماهنگی و همکاری برخی از شرکت ها و دانشگاه گوستاو ایفل به منظور ارائه یک رویکرد بین‌رشته‌ای در مورد راهکارهای مبتنی بر طبیعت با هدف ترکیب علوم زمین، مهندسی زیست‌محیطی و سیاست‌های عمومی اجرا خواهد شد.
ایده این است که تبادلات بین دانشمندان و جوامع دررابطه‌با موارد سازگاری با تغییرات آب‌وهوایی، با توسعه یک نمونه اولیه از یک ابزار تشخیص سرزمینی و پشتیبانی تصمیم که برنامه‌ریزی طبیعت‌سازی یک محیط شهری را تسهیل می‌کند، میسر شود. این ایده بایستی در تعریف و کاربرد متون نظارتی برای برنامه‌ریزی و توسعه پایدار مانند طرح برنامه‌ریزی شهری محلی، طرح اقلیم – هوا – انرژی سرزمینی یا هدف خالص‌سازی صفر قانون آب‌وهوا و تاب‌آوری کمک‌کننده باشد.
این پروژه توسط آژانس تحقیقات ملی فرانسه پشتیبانی می‌شود که تحقیقات پروژه محور را تأمین مالی می‌کند. مأموریت آن حمایت و ترویج توسعه تحقیقات بنیادی و نهایی در همه رشته‌ها و تقویت گفت‌وگو بین علم و جامعه است.
