提升城市環境氣象服務能力研究

陳輝 李植 劉梅 陳虹伶

摘 要：通過分析城市環境中的大氣污染、高溫熱島、城市內澇、雷電災害等氣象問題，結合當前城市發展需要，提出了加強城市規劃中的氣候可行性論證、做好城市熱島與內澇監測評估、充分發揮人工影響天氣在大氣污染防控中的作用、發展城市環境大氣污染氣象等級預報及評價以及加強城市防雷等對策建議，以期為進一步提升城市環境氣象服務能力提供有益的參考。

關鍵詞：城市環境；氣象服務；能力

中圖分類號：P49 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）08-0245-02

隨著城市化進程的不斷推進，城市人口、功能和規模迅速擴大，運行系統日益復雜，城市氣象災害也不斷突顯，成為影響城市安全的重要因子之一，如大氣污染、高溫熱浪、城市內澇以及雷電災害等問題已成為當下城市發展急需解決的難題。

近年來，隨著氣象科技的不斷發展和成熟，氣象服務在城市防災減災中的作用越來越大，并且逐漸向高敏感性、超前性的方向邁進。但不可否的是，與高速推進的城市進程相比，當前的決策氣象服務還存在很多不足之處：一是高新技術在氣象環境評估中的應用程度不足，新技術的應用能夠在很大程度上提高決策氣象服務的準確度和全面性，但具體怎樣才能將現有的一些先進技術融入到決策氣象服務當中，仍有待人們進一步的研究和探索；二是尚未形成系統、完善的決策氣象服務體系，不僅相關領域的人才十分短缺，而且與之相關的網絡通信及服務能力不足。必須加強城市氣象服務研究，不斷提升城市氣象服務能力和水平，為科學規劃城市布局，規避城市規劃與氣象環境因子之間的矛盾和沖突，使其在遭遇氣象災害時經得住考驗，走可持續發展的道路。

1 城市環境中的氣象問題

1.1 大氣污染

城市每天人為污染物排放大小是影響空氣質量最主要因素之一，如石油、煤炭、天然氣等在燃燒時會釋煙塵、可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5），也會產生CO、SO2、NOx等有毒有害氣體，這些氣體大量排放到空氣中后，部分滯留在空氣之中，加之大氣逆溫現象直接影響大氣污染物的擴散，使空氣變“渾濁”，形成“霧霾”天氣，對人體健康及生態環境造成巨大威脅。

1.2 城市熱島

城市因大量的人工發熱、建筑物和道路等高蓄熱體及綠地減少等因素，造成城市“高溫化”。城市中的氣溫明顯高于外圍郊區的現象。在近地面溫度圖上，郊區氣溫變化很小，而城區則是一個高溫區，就象突出海面的島嶼，由于這種島嶼代表高溫的城市區域，被形象地稱為城市熱島。熱島效應會使城市溫度顯著升高，部分大城市輻射出來的熱量甚至能夠達到所接收太陽能的40%。

1.3 城市內澇

城市中的高樓林立，改變了以綠地、水面為主的自然下墊面，取而代之的是以混凝土建筑與瀝青路面為主的人工下墊面，其獨特的結構，在城市及其周邊地區產生了獨特的空氣環流條件，這會使城市上層的空氣結構更加多變，更容易產生各種熱力對流現象，進而大大增加城市發生強降雨的可能性，并且還會影響降雨的時空分布。在城市建設中，排水系統不健全，設施老化、排水標準較低、維護清理不及時，雨污分流不徹底，同時部分市民衛生習慣差，隨意扔垃圾，下雨時雜物會被雨水匯集在雨水口，堵塞下水道，雨水不能正常泄入排水管溝由此造成地面局部積水，當出現強降雨時，在地勢低洼地帶極易出現內澇。

1.4 雷電災害

現代城市不僅高樓大廈密布，而且遍布大大小小的電子通信器材或電路網絡裝置，這些設備很容易受到雷電侵襲或干擾而發生損壞。夏季是城市雷暴雨的高發季節，每一次雷暴雨都會給城市造成不可預計的損失。據保守估計，近年來我國因雷電事故而導致的直接經濟財產損失高達上千萬元，其中，計算機、電視、無線電發射器、醫療裝置等是事故發生的重災區，而由此引發的間接損失則不計其數。

2 提升城市環境氣象保障能力的建議

2.1 加強城市規劃中的氣候可行性論證

在城市規劃設計工作中，為發展經濟保護環境而提供污染氣象學條件的分析和科學依據。一是城市建設和工業區規劃——如何使城市建設與工業區規劃布局能夠保證對居民和農作物、城市環境的污染影響及危害減到最小，這是規劃與設計工作中需考慮的諸多因素之一。例如，對風向頻率和不利氣象條件的分析，可以從布局上避免重復污染和高污染濃度的發生。二是廠址選擇與工程環境影響的評價——通過污染氣象學測試，對擬建廠址地區提供有關通風稀釋和擴散能力的分析，從大氣環境和空氣質量角度做出選址結論和評估。除考慮風向外，污染氣象條件中，重點分析風速和低層逆溫層，包括其出現時間與出現頻率、強度與出現高度，考慮工程排放源可能造成的最大污染物濃度及其影響范圍等。

在實際工作中，例如四川省遂寧市在對安居區天齊鋰業化工產業園區進行規劃、選址過程中，就對氣象條件進行了可行性論證分析，園區選址設在盛行風向的下風側，居住區在其上風側，以避免產業園區向大氣排放的有害物對居民區的影響；將產業園區布置在最小風頻的方位，使居住區的空氣受污染的程度最小。

2.2 做好城市熱島與內澇監測評估

基于氣象環境因子、精細化預報產品、高分辨率地理信息系統資料、市政排管數據和積水信息等資料，通過計算機建模，分析氣象環境因子對城市熱島、內澇的影響。以四川省遂寧市為例，2015年4月，該市成為全國首批16個海綿城市試點市，要求當地氣象部門做好降水強度的監測工作，掌握降水的規律性信息，在有降水趨勢或即將進入強降雨時段時事先做好準備工作，保證降水能夠在第一時間被吸收、存儲、滲透和凈化，從而更好地完成年徑流總量控制、雨水資源化利用等指標。不僅如此，通過氣象監測還能精準掌握溫度、風向、風速等其他方面的氣候要素，開展海綿城市建設熱島效應分析，為海綿城市建設提供科學客觀的決策依據。

2.3 強化人工影響天氣在大氣污染防控中的作用

環境污染是關系政治、民生和發展的重要問題，環境保護是深化氣象改革和氣象現代化建設的重要組成部分，完善跨區域的人工消減霧霾作業機制，加強人工影響天氣改善空氣質量工作空域管理，優化人影作業和指揮系統，在車載火箭系統安裝可視終端，開展人工消減霧霾試驗，加強重污染天氣人工干預技術的研發，推進人工消污效果檢驗。

2.4 發展城市環境大氣污染氣象等級預報及評價

由于城市下墊面復雜，城市的情況也各異，因而問題很復雜。隨著經濟的發展，人們對環境質量的要求越來越高，所以這是一個新的有發展潛力的方向。著重研究可能形成大范圍嚴重污染的天氣形勢并利用現有的天氣預報結果做好1-2天區域污染的預測、中小尺度范圍污染預測，積極拓展局地空氣污染和特定污染源污染物排放的預測。同時根據不同的目的和要求，按照一定的原則與方法，對區域環境的空氣質量作出分析評估，反映現狀，并研究發展趨勢，實施日常的空氣污染控制與大氣環境管理、綜合防治。對大氣環境從空氣質量角度評價其污染狀況開展質量評價。

2.5 進一步加強城市防雷工作

城市高層建筑密集，電力、通信網絡系統龐大，夏季雷電災害風險較高，需要加強高層建筑、通信光纜及通信系統防雷接地、微波站防汛、通信機房空調等防雷防靜電設施安全隱患進行專項檢查，對發現的重大事故隱患，應及時整改。雷電活動的多發季，要加強雷電監測，及時發布雷電預警信息，以提高夏季雷電防御能力，同時保障城市安全。

3 結語

提高城市環境氣象服務能力，需要在政府的領導下，大力推進部門合作，不斷加強各種先進技術的研發與應用并與城市建設實際有機結合起來，才能真正提高城市氣象服務能力和水平，發揮城市氣象防災減災效益。

參考文獻

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