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極端天氣威脅大城市
2021年06月03日 04:27:55 作者:國際日報 來源: 字號 打印 關閉

  全世界55%的人口都居住在城市,城市天氣影響著近50億人的生活,儘管每天都關注天氣預報,可是很多人都覺得預報不准。美國一項新研究印證了這一感覺——在城市中,乾旱、大風、降雨、冰雹等天氣的作用程度都更加強勁,很多極端天氣不僅來得快,持續的時間也更長。

  城市頻遭極端天氣威脅

  美國能源部太平洋西北國家實驗室的新研究探索了城市發展對天氣變化的影響,發現城市景觀和氣溶膠(懸浮在大氣中的顆粒)加劇了惡劣天氣,有可能使陣風更強、冰雹更大;還能更快地引發風暴,甚至把其拉向城市。

  2019年5月,美國休士頓頻繁遭遇雷暴、洪水襲擊;同年6月,美國堪薩斯城遭遇特大風暴。美國國家海洋和大氣管理局稱,特別大的冰雹可能以每小時100英里的速度落下,僅冰雹一項就會給美國造成數十億美元的損失。僅2020年,巴西出現罕見暴雨,造成2萬人流離失所;西班牙遭遇風暴襲擊,20萬人電力中斷;加拿大發生50年一遇特大雪風暴,市民飽受嚴寒之苦。據2020年《中國氣候公報》統計,我國也飽受氣象災害威脅:全國共出現37次區域性暴雨過程,特別是長江流域暴雨洪澇災害嚴重,出現了1998年以來最嚴重的汛情。數據顯示,自1961年以來,我國小雨日數減少了13%,暴雨日數增加10%,大城市百年一遇小時降水量重現期顯著縮短,如廣州變為10年一遇,上海、深圳變為15年一遇。

  “這些都是氣候不穩定性增強的嚴重後果。”成都資訊工程大學大氣科學學院教授王式功介紹,不難發現,城市地區的降水呈現減少趨勢,極端強降水頻率增加,城市內澇嚴重,高溫熱浪、雷電災害、大風、降雪冰凍天氣等,正在成為城市的主要威脅。由於我國城市化進程逐漸加快,城市集聚了大量的人員財產,一旦發生內澇災害,電力、鐵路、地鐵、橋樑、隧道、高速公路等都會受到影響,無法正常使用,使城市災害更為嚴重。

  禍根來自地面

  為什麼極端天氣緊緊盯住城市?王式功解釋,人類活動造成的氣候變化正在通過一種難以覺察的共振機制,屢屢擾亂大氣流動模式。城市化帶來的生產、生活活動集中化,使得氣象災害和大氣環境污染造成的影響更為集中且嚴重。同時,也對大氣結構和物理過程造成了明顯影響。

  熱島效應加劇。城市化的直接結果是地表特性改變,從而導致地氣交換過程改變,影響區域大氣環境。因大量的人工發熱、建築物和道路等高蓄熱體及綠地減少等因素,城市體感溫度和地表溫度都會更高,城郊溫差加大,使城市上空對流加劇,極端氣象的可能性增加。

  地表更複雜。城市高樓大廈林立,建築物之間容易形成“狹管效應”,造成局地風速增大;城區建設硬化地面增加、裸露土地面積增加,降水深入土壤的能力降低,使大量雨水彙集在低窪地帶,如果城市排水系統不完善,就會導致城市內澇。另外,密集高聳的建築會影響大氣邊界層的風向和風速變化,導致城區大氣穩定的概率增加,不利於污染物的擴散和清除。

  氣溶膠是幫兇。城市中的機動車輛、工業生產、大量人群活動,產生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉塵等。近地面被污染,氣溶膠增加,極端天氣可能性更強。以美國休斯頓城的降水為例,氣溶膠對降水的促進作用比城市土地更大。隨著混合相雲的形成和對流的增強,大量的超細顆粒轉變為雲滴,增加了水汽轉化為“水滴”的速率,進一步加強了風暴。

  城市綠化不足。植物通過蒸騰作用,不斷地從環境中吸收熱量,降低空氣溫度。城市地表裸露,綠地、水體等自然因素減少,使總體放熱變多、吸熱減少。

  城市設計要考慮防災

  王式功表示,城市極端天氣增加,時刻威脅著城市居民的健康和安全。例如,城市空氣中的大量污染物會在熱島中心聚集,使該區域污染物濃度劇增,直接刺激人們的呼吸道黏膜,引起咳嗽、流涕等不適症狀,甚至誘發呼吸系統疾病。城市高溫熱浪帶來的熱輻射會使人們煩躁不安、精神萎靡、失眠。低溫、大風天氣不僅消耗能源,還會增加高空墜物風險。

  王式功建議,城市規劃應將氣候適應策略考慮在內,以減少城市地區暴露在極端天氣下的風險。

  控制城市規模和建築物高度,控制城市人口密度、建築物密度。建設若干條林蔭大道,使其構成城區的帶狀綠色通道,逐步形成以綠色為隔離帶的城區組團佈局,減弱熱島效應。

  建立海綿城市,注重改善城市排水管道設計,加強地表滲水功能改造,以降低極端降水帶來的風險。使用透水性強的新型柏油鋪設公路,儲存雨水,降低路面溫度。

  增加綠化,保護並增大城區的綠地、水體面積,提高人工水蒸發補給,例如噴泉、噴霧、細水霧澆灌。研究表明,城市綠化覆蓋率大於30%以上,熱島效應能得到明顯削弱。

  重視城市通風廊道設計。在擴建新市區或改建舊城區時,應適當拓寬南北走向的街道,以加強城市通風,減小城市熱島強度。重工業污染場所等,安排在城市盛行風的下風向。

  王式功說,除了城市規劃,節能減排也能幫城市“減負”:使用太陽能、電能等清潔能源,將民用煤改為液化氣、天然氣,綠色出行,少開私家車可減少熱量釋放。

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