提升城市环境气象服务能力研究

陈辉 李植 刘梅 陈虹伶

摘 要：通过分析城市环境中的大气污染、高温热岛、城市内涝、雷电灾害等气象问题，结合当前城市发展需要，提出了加强城市规划中的气候可行性论证、做好城市热岛与内涝监测评估、充分发挥人工影响天气在大气污染防控中的作用、发展城市环境大气污染气象等级预报及评价以及加强城市防雷等对策建议，以期为进一步提升城市环境气象服务能力提供有益的参考。

关键词：城市环境；气象服务；能力

中图分类号：P49 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）08-0245-02

随着城市化进程的不断推进，城市人口、功能和规模迅速扩大，运行系统日益复杂，城市气象灾害也不断突显，成为影响城市安全的重要因子之一，如大气污染、高温热浪、城市内涝以及雷电灾害等问题已成为当下城市发展急需解决的难题。

近年来，随着气象科技的不断发展和成熟，气象服务在城市防灾减灾中的作用越来越大，并且逐渐向高敏感性、超前性的方向迈进。但不可否的是，与高速推进的城市进程相比，当前的决策气象服务还存在很多不足之处：一是高新技术在气象环境评估中的应用程度不足，新技术的应用能够在很大程度上提高决策气象服务的准确度和全面性，但具体怎样才能将现有的一些先进技术融入到决策气象服务当中，仍有待人们进一步的研究和探索；二是尚未形成系统、完善的决策气象服务体系，不仅相关领域的人才十分短缺，而且与之相关的网络通信及服务能力不足。必须加强城市气象服务研究，不断提升城市气象服务能力和水平，为科学规划城市布局，规避城市规划与气象环境因子之间的矛盾和冲突，使其在遭遇气象灾害时经得住考验，走可持续发展的道路。

1 城市环境中的气象问题

1.1 大气污染

城市每天人为污染物排放大小是影响空气质量最主要因素之一，如石油、煤炭、天然气等在燃烧时会释烟尘、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5），也会产生CO、SO2、NOx等有毒有害气体，这些气体大量排放到空气中后，部分滞留在空气之中，加之大气逆温现象直接影响大气污染物的扩散，使空气变“浑浊”，形成“雾霾”天气，对人体健康及生态环境造成巨大威胁。

1.2 城市热岛

城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高溫化”。城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，被形象地称为城市热岛。热岛效应会使城市温度显著升高，部分大城市辐射出来的热量甚至能够达到所接收太阳能的40%。

1.3 城市内涝

城市中的高楼林立，改变了以绿地、水面为主的自然下垫面，取而代之的是以混凝土建筑与沥青路面为主的人工下垫面，其独特的结构，在城市及其周边地区产生了独特的空气环流条件，这会使城市上层的空气结构更加多变，更容易产生各种热力对流现象，进而大大增加城市发生强降雨的可能性，并且还会影响降雨的时空分布。在城市建设中，排水系统不健全，设施老化、排水标准较低、维护清理不及时，雨污分流不彻底，同时部分市民卫生习惯差，随意扔垃圾，下雨时杂物会被雨水汇集在雨水口，堵塞下水道，雨水不能正常泄入排水管沟由此造成地面局部积水，当出现强降雨时，在地势低洼地带极易出现内涝。

1.4 雷电灾害

现代城市不仅高楼大厦密布，而且遍布大大小小的电子通信器材或电路网络装置，这些设备很容易受到雷电侵袭或干扰而发生损坏。夏季是城市雷暴雨的高发季节，每一次雷暴雨都会给城市造成不可预计的损失。据保守估计，近年来我国因雷电事故而导致的直接经济财产损失高达上千万元，其中，计算机、电视、无线电发射器、医疗装置等是事故发生的重灾区，而由此引发的间接损失则不计其数。

2 提升城市环境气象保障能力的建议

2.1 加强城市规划中的气候可行性论证

在城市规划设计工作中，为发展经济保护环境而提供污染气象学条件的分析和科学依据。一是城市建设和工业区规划——如何使城市建设与工业区规划布局能够保证对居民和农作物、城市环境的污染影响及危害减到最小，这是规划与设计工作中需考虑的诸多因素之一。例如，对风向频率和不利气象条件的分析，可以从布局上避免重复污染和高污染浓度的发生。二是厂址选择与工程环境影响的评价——通过污染气象学测试，对拟建厂址地区提供有关通风稀释和扩散能力的分析，从大气环境和空气质量角度做出选址结论和评估。除考虑风向外，污染气象条件中，重点分析风速和低层逆温层，包括其出现时间与出现频率、强度与出现高度，考虑工程排放源可能造成的最大污染物浓度及其影响范围等。

在实际工作中，例如四川省遂宁市在对安居区天齐锂业化工产业园区进行规划、选址过程中，就对气象条件进行了可行性论证分析，园区选址设在盛行风向的下风侧，居住区在其上风侧，以避免产业园区向大气排放的有害物对居民区的影响；将产业园区布置在最小风频的方位，使居住区的空气受污染的程度最小。

2.2 做好城市热岛与内涝监测评估

基于气象环境因子、精细化预报产品、高分辨率地理信息系统资料、市政排管数据和积水信息等资料，通过计算机建模，分析气象环境因子对城市热岛、内涝的影响。以四川省遂宁市为例，2015年4月，该市成为全国首批16个海绵城市试点市，要求当地气象部门做好降水强度的监测工作，掌握降水的规律性信息，在有降水趋势或即将进入强降雨时段时事先做好准备工作，保证降水能够在第一时间被吸收、存储、渗透和净化，从而更好地完成年径流总量控制、雨水资源化利用等指标。不仅如此，通过气象监测还能精准掌握温度、风向、风速等其他方面的气候要素，开展海绵城市建设热岛效应分析，为海绵城市建设提供科学客观的决策依据。

2.3 强化人工影响天气在大气污染防控中的作用

环境污染是关系政治、民生和发展的重要问题，环境保护是深化气象改革和气象现代化建设的重要组成部分，完善跨区域的人工消减雾霾作业机制，加强人工影响天气改善空气质量工作空域管理，优化人影作业和指挥系统，在车载火箭系统安装可视终端，开展人工消减雾霾试验，加强重污染天气人工干预技术的研发，推进人工消污效果检验。

2.4 发展城市环境大气污染气象等级预报及评价

由于城市下垫面复杂，城市的情况也各异，因而问题很复杂。随着经济的发展，人们对环境质量的要求越来越高，所以这是一个新的有发展潜力的方向。着重研究可能形成大范围严重污染的天气形势并利用现有的天气预报结果做好1-2天区域污染的预测、中小尺度范围污染预测，积极拓展局地空气污染和特定污染源污染物排放的预测。同时根据不同的目的和要求，按照一定的原则与方法，对区域环境的空气质量作出分析评估，反映现状，并研究发展趋势，实施日常的空气污染控制与大气环境管理、综合防治。对大气环境從空气质量角度评价其污染状况开展质量评价。

2.5 进一步加强城市防雷工作

城市高层建筑密集，电力、通信网络系统庞大，夏季雷电灾害风险较高，需要加强高层建筑、通信光缆及通信系统防雷接地、微波站防汛、通信机房空调等防雷防静电设施安全隐患进行专项检查，对发现的重大事故隐患，应及时整改。雷电活动的多发季，要加强雷电监测，及时发布雷电预警信息，以提高夏季雷电防御能力，同时保障城市安全。

3 结语

提高城市环境气象服务能力，需要在政府的领导下，大力推进部门合作，不断加强各种先进技术的研发与应用并与城市建设实际有机结合起来，才能真正提高城市气象服务能力和水平，发挥城市气象防灾减灾效益。

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