Iedereen weet dat het bij warm weer koeler is in een bos dan in de stad. Bomen geven schaduw, maar zij koelen ook omdat ze water verdampen. En bij verdamping wordt warmte uit de omgeving onttrokken. Hier vertellen we hoe dat werkt.
Als voorbeeld nemen we een iep. Die kan 15 tot 35 m hoog worden. Zulke bomen hebben een bladoppervlakte van een paar honderd tot vele duizenden vierkante meters (10,000 m² = 1 ha; een voetbalveld meet ca 7,000 m²). Een jonge iep verdampt ongeveer 60 liter water per dag, terwijl een volwassen boom tot wel 170 liter water per dag verdampt (zie Transpiratie van Bomen). Die verdamping gaat de hele dag door (niet ’s nachts), maar gebeurt vooral in de middag als het warm is. Als rekenvoorbeeld nemen we daarom een boom die 10 liter water per uur verdampt.
Dan kan je de koeling door een boom als volgt bereken. De specifieke verdampingswarmte van water bij 25 °C bedraagt 22.6 MJ/kg (Joule is de internationale maat voor energie, Mega = 1 miljoen). Dus om 10 liter water per uur te verdampen heb je 22.6 MJ/hr nodig. Dat is ongeveer 6000 J/s, of te wel 6000 Watt. Ter vergelijking: een moderne koelkast heeft een vermogen van een paar 100 Watt.
Die verdampingswarmte noemen we Q en wordt uit een volume lucht rondom de iep onttrokken – dat volume noemen we V. Die lucht koelt af met dT °C. De specifieke warmte van lucht (c_lucht) bedraagt circa 1000 J/kg/oC en haar specifieke dichtheid (rho_lucht) circa 1 kg/m³. Hier volgt de formule om uit rekenen hoeveel warmte aan dat volume V wordt onttrokken om die lucht met dT graad Celcius te laten afkoelen:
Q = rho_lucht × V × c_lucht × dT
Hoe groot is V? Een 25 meter hoge iep heeft een bladerdak van ongeveer 20 m hoog met een doorsnede van 20 m. Dat is een gebladerte volume van ongeveer 4,000 m³. Met wat ruimte rondom dat bladerdek komen we op 10,000 m³. Maar dit hangt natuurlijk sterk af van de lokale omstandigheden, zoals wind en andere bomen in de buurt.
Als we al die getallen invullen in de formule voor Q, vinden we dat deze iep de omgeving (die 10,000 m³) per uur met bijna 2 °C afkoelt. Dat is een aardige schatting, want uit metingen blijkt dat bomen de omgeving met 2 – 5 °C kunnen afkoelen. Een klein bos zoals op de Paardenmarkt kan dat zelfs overtreffen.
