随着改革开放的深入,经济社会的快速发展,我国城镇化进程越来越快。城市人口的快速增长,城镇化飞速发展,不仅给城市管理、公共基础设施建设提出要求,同时要求城市提高灾害应对能力,其中包括应对灾害性天气的能力。
在全球气候变暖大背景下,灾害性天气气候事件本身出现的频率就明显增加,气象灾害种类越来越多,加之城市和超大城市的出现,改变了当地的小气候,造成的影响和损失日益加剧,如暴雨渍涝、高温热浪、大风、雷电和雾霾等,有时甚至多种气象灾害并发、群发,而且人口密集,高楼耸立的城市对灾害性天气有放大作用,往往一种普通的天气现象在城市就可能造成严重灾害。另外,灾害性天气对城市的影响有连锁效应和累积效应,对城市管理、人类居住、城市经济发展都将产生巨大影响。
2013年12月12日至13日召开的中央城镇化工作会议提出推进新型城镇化建设,提高城镇建设水平,加强对城镇化的管理。在推进新型城镇化进程中,加快城市气象灾害防御应对能力建设刻不容缓。
一、城市气象灾害主要类型
目前,发生频率高、影响范围广、灾害损失大的城市气象灾害主要有暴雨、高温热浪、大风和雾霾等。
(一)暴雨
暴雨是最常见的城市气象灾害之一。由于城市不透水的硬化地面越来越多,大量雨水无法自然渗透而聚集于地面,造成低洼地区积水,如地下排水设施不健全,吸洪能力不强,排泄不及时就会造成内涝,进而导致城市交通瘫痪、物资浸泡受损、物流及水电中断、输电线路等基础设施毁坏。城市暴雨灾害的影响是多方面的,其直接危害是影响城市正常运转和居民生产生活,造成巨大的人员伤亡和经济损失。
近年来,我国已出现多起引发损失惨重的城市暴雨天气过程。如2012年7月21日,北京遭遇近61年以来的最强降雨,暴雨及其衍生的溺水、触电、房屋倒塌、泥石流等共导致79人死亡,190万人受灾人口,经济损失近百亿;全市主要积水道路63处,路面塌方31处,机场、地铁和市内公交大面积停运或受到影响,大量汽车被水浸泡,多条输电线路受损。再如2008年8月25日,上海市出现强降雨,徐汇区1小时最大雨量达117.5毫米,为1872年有气象记录以来小时雨量最大值。因强降雨发生在人员居住密集的市区和上班高峰期,且雨量远远超过上海市排水能力,市区150多条马路积水10-40厘米,最深处达1.5米,1.1万余户民居进水,发生交通事故3000多起,车辆抛锚700起,上海两大机场各有百余航班延误,长途班车400多个班次晚点。
(二)高温热浪
气象上将日最高气温≥35℃称为高温,高温热浪通常指持续多天35℃以上的高温天气。由于城市建设,地面硬化,空调的集中使用,玻璃墙辐射等使城市成为热源点,产生城市“热岛效应”,加剧了城市高温热浪和极端高温事件的发生,对城市的影响日益加重。高温天气对人们日常生产生活影响是巨大的。第一,高温降低人的劳动效率,使生产效益大打折扣;第二,高温使人的免疫能力降低,使相关疾病发病率升高、死亡率增加;第三,高温加剧城市供水、供电需求,造成能源供应紧张;第四,高温提高了城市火灾机率和火险等级。
2013年7月至8月中旬,我国南方地区遭遇有气象记录以来最强高温热浪袭击,多地高温日数及高温程度均创历史极值。杭州连续8天最高气温超过40℃,112人患热射病,15人死亡;上海徐家汇极端最高气温达40.8℃,创下该站自1872年建站以来的最高气温历史极值,至少3人因中暑而死亡。2011年夏天,重庆出现持续多日的高温天气,江津极端最高气温达43℃。受持续高温影响,重庆主城区部分地区出现市政供水紧张,大量供水设施超负荷运转,供水直逼极限;为保障居民正常用电需求,重庆市电力公司启动电力供应应急预案,对高耗能企业实施迎峰度夏方案;因高温持续,重庆全市上万所中小学和幼儿园两度推迟开学时间。
(三)大风
城市作为人口密集的经济文化中心,各种临时建筑物、广告牌等应有尽有,一旦出现大风,城市中对于抗风能力相对较差的设施往往容易造成人员伤亡和财产损失。城市的“热岛效应”,与外界的热交换,使得城市局地、短时雷暴大风发生更加频繁;城市高层建筑产生“狭管效应”,使局地大风强度和频率加大。大风对城市安全运行的影响越来越明显,已经引起防灾减灾部门的高度重视。
城市大风按照其生成的天气背景可分为台风大风、雷暴大风(包括龙卷风)和冷空气大风。台风大风主要发生在夏秋季,影响区域以东南沿海地区为主,风力大,影响区域广,破坏性强。以2005年8月6日登陆浙江的台风“麦莎”为例,先是导致浙江杭州、温州、宁波等城市大量航班延误,正在举办女排世界锦标赛资格赛的宁波体艺中心屋顶被撕开,之后“麦莎”一路北上,致使江苏南京、安徽巢湖、山东青岛和天津等地均受到不同程度影响。雷暴大风主要发生在春夏季,具有极端性、突发性、局地性的特点。雷暴大风虽然影响时间短、区域小,但风力大(不亚于台风)、破坏性强。如2011年4月17日,广东广州、佛山、肇庆等地出现雷暴大风,最大阵风达14级,导致18人死亡。冷空气大风主要发生在冬春季,对北方地区影响大,具有影响范围广、风向稳定、持续时间长的特点,但其持续影响期间出现的局地瞬时大风也往往容易致灾。2012年3月23日,北京受冷空气大风影响,造成41多人受伤,京沪高铁部分接触网停电、天津南站发生设备故障,部分列车晚点。
(四)雾霾
随着城市的快速膨胀,工业的发展,石化燃料的广泛使用,城市污染越来越严重,雾霾天气也越来越多。近50年来,我国华北、长江中下游和华南地区的年雾霾日数呈增加趋势,其中珠三角、长三角、京津冀等城市群增加最快;雾霾天气呈“霾增雾减”的趋势,霾日数所占比例增加明显,且大城市比小城镇霾日数的增加更明显。根据东部地区6个典型大城市北京、石家庄、郑州、南京、杭州、广州和附近6个小城镇站资料分析表明,上世纪70年代中期以前大城市和小城镇年霾日数差别不大,但自上世纪70年代末期以来,大城市霾日数明显较小城镇偏多,大部分年份偏多超过50天。
雾霾天气的出现不仅给人们生活带来不便,还可能引起呼吸道感染、肺炎、哮喘等疾病发作,对人体健康产生不良影响。雾霾天气导致空气质量严重下降,如PM2.5日极值突破了800微克/立方米,心血管和呼吸道疾病人员就会明显增加,雾霾能导致机场航班就会延误或取消;并引发“雾闪”导致电动机车断电。
(五)其他城市气象灾害
除上述几种主要城市气象灾害外,由于城市放大效应造成的灾害还有雷电、低温冰冻、冰雹、沙尘等。如2008年初,我国南方地区出现大范围低温雨雪冰冻灾害,因京广铁路、京珠高速公路一度中断,白云机场多个航班延误或取消,导致大量旅客滞留广州,广州火车站广场及周边地区滞留旅客最多时达40多万人。
二、城市灾害天气的影响特点
一是城市的发展对灾害性天气的影响有“放大”作用。城市的发展进程中改变了地貌原形、小气候、水文和生态等自然地理环境因素,普通天气现象在城市特殊背景下可能会造成严重灾害。如2001年12月7日,北京城区出现小雪天气,降雪量不足2毫米,在乡村本不足为奇的降水,而在城市却导致全市交通瘫痪,尤其是立交桥因上下坡路滑,成为堵塞最为严重。再如,由于城市建筑物密集、路面硬化、温室气体的排放、人为热源增加、空气污染等因素导致的城市“热岛效应”,对城市气温、降水和大气环境均造成影响,引发各种异常天气现象出现,加剧了对城市运行和群众生活的不利影响。城市中建筑物密集的高层建筑之间形成风的“狭管效应”,气流因进入狭窄通道导致风速剧增,产生局地狂风,破坏力巨大。由于地面硬化阻碍地面雨水的自然下渗,短时雨强大时加重城市内涝。
二是城市灾害性天气具有连锁效应和累积效应。现代城市的正常运行高度依赖于良好的交通秩序、稳定的生活必需品供给以及供电、供水、能源、信息畅通作保障,这些都对气象条件具有高度的依赖性,其中任一环节受到灾害性天气的影响,都有可能导致其他环节出现问题,从而造成严重后果。同时,国内各城市间、城市与农村之间以及世界各国之间的经济关联性和相互依存度也在日益提升,某个地区或国家受灾往往会牵连到其他地区。城市气象灾害以经济为链条,可以影响到更为广泛的地区,造成巨大的间接损失。城市发展越快,气象灾害连锁效应造成的影响越大。另外,当多种灾害性天气同时或者连续出现时,往往会产生远远超过单次天气造成的影响,体现出明显的累积效应。
2008年年初的南方低温冰冻雨雪灾害就充分体现出灾害性天气的连锁效应和累积效应。低温雨雪冰冻天气引发道路结冰、电线严重覆冰,致使电网垮塌、交通干线中断、机场关闭,造成大面积停电、大量旅客滞留、物资供应紧张。这一系列因素产生连锁反应,加上春运期间人流物流高峰的背景,使得灾害影响区域不断扩大,受灾人数不断增加,灾情不断加重;持续雨雪冰冻天气过程产生的累积效应加剧了不利影响。最终灾害超出了防御能力,局地性的灾害发展成全国性的严重灾害。
三、城市的特殊性造成城市防灾的复杂性
随着气象观测系统和数值预报模式的快速发展,以及天气预报准确率的提高,城市气象预报和服务能力有了很大的提升。但由于城市的特殊性、预报能力的局限性、防范工作复杂性以及社会影响巨大等因素,使得城市气象灾害的防范工作具有很大难度。
一是预报能力有限。虽然随着社会经济的发展,城市气象灾害的预报和服务能力有了很大的提升,但预报本身存在一定的局限性,再加上城市灾害性天气的独特特点,使得城市气象灾害复杂性更高,预报难度加大。目前针对台风、高温、雾霾等具有较强的预报能力,通常提前3至5天能做出较准确的趋势预报,但对于局地强降雨、大风在具体落区和时段方面的预报准确率仍旧不能满足需要;对于突发性、局地性特点明显的雷暴大风的预报能力更加有限,通常只能提前数小时、甚至十几分钟做出预警,影响到及时采取有效的防御措施。
二是防范工作复杂。由于城市人口密集、经济总量大,使得城市灾害性天气防范工作高度复杂。以大风为例,其影响范围广,受灾人口多,经济损失大,需要提前做好大量防范工作;一旦防范不利,城市本身的脆弱性和灾害的连锁效应会造成严重后果。但防风工作,尤其是大型城市如何采取科学合理适度的措施,则是非常复杂的问题。
在台风防御上也有着复杂性。2013年第23号强台风“菲特”10月7日在福建省福鼎市登陆,是近十年来经济损失最重的台风,浙江、福建、江苏和上海共10人因灾死亡,1人失踪。浙江受灾最为严重,而其中浙江余姚市为受灾最为严重的地区之一,由于“菲特”强降水及高潮位影响,整个杭州湾水位非常高,导致穿城而过的姚江水完全无法排出,城区大面积被淹,大水围困城市近一周,城市交通基本瘫痪,食物和饮用水告急。中央气象台早在10月1日“菲特”生成之初即给予了关注;2日发布台风蓝色预警,提出“菲特”可能影响浙苏一带;5日台风预警由蓝色迅速升级至最高级别的红色;6日的暴雨预警明确指出浙江东部将有特大暴雨。国家防总、民政部、气象局等部门及浙江等地均迅速启动了应急响应,紧急部署。在预警及时、应对早的情况下,仍造成如此惨重的损失,说明防范极端气象灾害工作及其复杂,对于城市的综合防灾减灾能力、管理部门和公众应对灾害的经验等多方面都有着非常高的要求。
三是社会影响极大。气象灾害不仅可能造成重大人员伤亡、经济损失,更有可能引发人们的心理恐慌和社会混乱,甚至可能造成政治危机。城市是经济文化中心,人口密集,舆论传播迅速,政府行为表现稍有不力,就会受到社会舆论的批评。例如2000年因为旱情戈尔在总统大选中丢失了280万张选票;2005年卡特里娜飓风事件中布什政府反应迟缓,饱受批评。而在2012年,飓风“桑迪”影响期间恰是美国选举期,奥巴马中断竞选活动,直接指挥飓风防御工作,积极应对为其赢得一定选票。上述事例都说明天气因素会对政治、社会等方面产生明显影响。
四、提升城市气象灾害应对能力的几点建议
鉴于灾害性天气对城市影响日益加重,极端天气气候事件的逐渐增多,在推进新型城镇化的进程中,亟待加快城市气象灾害防御能力的建设,减轻灾害影响,保护人民群众生命财产安全,保障城市稳定运行和可持续发展。
一是提高城市气象灾害风险设防水平。建立城市气象灾害风险评估和气象灾害防御能力论证制度,对建筑工程项目设计进行风灾、雷电灾害等气象灾害的风险评估,科学制定城市基础设施建设标准,尤其是排水系统标准;有针对性地加强供水供电供气及粮油蔬果等物资供应的应急储备和调度能力,科学设置避灾场所,提高城市防御气象灾害特别是持续性灾害的能力。
二是加强城市灾害监测预警体系建设。针对城市天气特点建设高密度、高频次、多气象要素及相关要素观测站网,提高气象灾害预警信息发布的时效性并扩大覆盖面,制定发布供暖气象指数、中暑指数、内涝风险指数等城市个性化产品,服务城市防灾减灾。
三是完善应急协同机制。健全气象与城市生命线运行等相关部门应急预案联动机制,做到职责清晰、准备充分、响应及时、处置有序,形成防御城市灾害性天气的合力。
四是加强城市灾害研究。深入了解天气气候事件机理和发生规律,进一步提高城市天气预报准确率;开展雷电防护、人工影响天气、城市防洪、大气污染综合治理等领域城市气象减灾工程技术研究,不断加强城市灾害性天气应对能力。
五是加强城市气象灾害的科普宣传工作。积极组织、指导全社会开展气象灾害防御宣传教育活动,开展突发气象灾害应急演练,提高市民的防灾减灾意识和公众自救互救能力。
作者简介:
孙瑾,国家气象中心工程师。缪旭明,中国气象局应急管理办公室高级工程师。薛建军,国家气象中心正研级高级工程师。
本文转载自《中国应急管理》