优先级新闻网

5个大城市同一天气温达40℃ 如何为城市降温?

经济新闻  2017-07-26 17:01:22

酷暑难耐!

今年入夏以来,热浪滚滚来袭,高温屡屡拉响警报。

7月24日,杭州(40.4℃)、西安(40.2℃)、合肥(40.2℃)、上海(40.2℃)、南京(40℃)的最高气温均达到或超过了40℃。5个大城市在同一天里出现40℃以上的酷热,这在历史上从未出现过。

5个大城市同一天气温达40℃ 如何为城市降温?

7月18日,重庆持续高温天气,杨家坪动物园工作人员为大熊猫送冰块消暑。图为大熊猫躺在冰块旁边纳凉。摄影/本刊记者 陈超

专家认为,近年来中国的高温具有日数多、持续时间长、影响范围广、强度大、极端性突出等特点,而全球变暖是其重要的诱因之一。与此同时,城市群规模不断扩大,区域性热岛迅速扩张,对极端高温事件时空分布的影响已经不可忽视。

地球对温度升高的承受是有限度的,如果温度上升超过极限,温度就降不下来了,这是一个不可逆的过程。“人的能力很小,人胜不了天,只能去减缓”,因此,减少温室气体的排放、减缓地球的升温是唯一的选择。

“热锅”上的城市

以往北方高温天气大多出现在夏季,今年却从春天就开始了。

今年,截至7月11日,中国高温日总计已达15天,与2009年和2010年整个夏季的高温日总数相同,

超过10年内的其他年份。此时,今年的夏季才刚刚过半

本刊记者/霍思伊

7月12日,在网上流传的一段视频里,一位来自加纳的黑人留学生用不太标准的中文说:“太热了,我要回非洲避暑。”

一天后,“非洲小哥哥在天安门广场中暑”的新闻上了头条。

截至今年7月24日,中央气象台已连续18天发布高温预警。

中央气象台首席预报员牛若芸对《中国新闻周刊》介绍,中国今年的高温天气从5月底开始出现,自6月27日开始迅速扩大。

6月27日至7月2日,华北黄淮地区出现第一段持续高温。7月2日至4日,扩展到四川盆地及周边地区。此时,北方高温较强,南方较弱。

7月7日至14日,华北中南部、黄淮、新疆、内蒙古西部、陕西北部、宁夏北部、甘肃西北部等地出现第二段持续高温。从7月11日开始,南方高温强度增加,高温区由江南东部迅速扩展到江淮、江南和华南东部。

其中,高温影响最严重的时段是7月9日至13日。新疆、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古、山西等10个省(区)的 63个县市日最高气温突破了历史极值。新疆吐鲁番7月9日、10日最高气温连续两天刷新历史最高气温纪录,达到49℃,打破了2011年47.8℃的历史纪录。7月10日,气象卫星监测显示,中国有74.2万平方公里的地表温度超过60℃。另外,陕西关中地区、山西南部、河北南部等地的气温也超过40℃,陕西扶风42.6℃,河北藁城41.6℃。

据统计,从6月底至7月中旬,新疆、甘肃、宁夏、陕西、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山西、河北、北京、天津、山东、河南、四川、重庆、湖北、湖南、江苏、江西、安徽、浙江、福建、广东、海南等25个省(区、市)出现高温天气,累计高温影响面积达522万平方公里,超过一半国土面积,单日高温影响面积最大达279万平方公里。

牛若芸预测,此轮高温可能会持续到7月末。但北方高温范围会进一步缩小。未来高温主要会出现在江淮、江南地区,向北可能会扩大到黄淮地区,还会持续一段时间。

北方高热

国家气候中心气候服务首席艾婉秀告诉《中国新闻周刊》,今年高温的特点是北方表现突出,高温出现早、日数多且强度大。

虽然由于纬度和地理区域不同,各地高温的标准有所差异,但中国气象学上将日最高气温大于或等于35℃定义为“高温日”。

艾婉秀指出,以往北方高温天气大多出现在夏季,今年却从春天就开始了。4月底,北京开始升温,5月19日出现今夏首个高温日,气温达到35.4℃。而从历史数据来看,北京常年首个高温日一般出现在6月10日左右。今年高温日出现的时间在近十年内为第二早,仅次于2009年的5月18日。相比2016年出现首个高温日的6月16日,今年这个时间提前了近一个月。

据了解,从1951年至今,北京首个高温日出现的时间越来越早,且高温日增多。在北京市观象台的记录中,曾有6年的5月中旬出现过35℃以上的高温,其中1968年、2001年出现过37℃以上的高温,极端最高气温为38.3℃,出现在1968年5月14日。

京津冀等地今年的高温日数明显偏多于常年平均高温日数。截至7月10日,天津高温日数已达18天,较常年的年均高温日数多1.2倍。北京城区高温日数达14天,较常年偏多69%。

从全国范围来看,今年5月中国高温日总数为3天,而在10年之内,除了2014年和2009年的2天,2007年和2010年的1天,其他年份5月没有出现“高温日”。今年6月,中国高温日数为8天,比去年多了4天。截至7月11日,7月高温日数已达4天,与2016年整个7月的高温日数相当。目前,中国高温日总计已达15天,与2009年和2010年整个夏季的高温日总数相同,超过其他年份。此时,今年的夏季刚刚过半。

据中国工程院院士、中国气象局气候变化特别顾问丁一汇介绍,中国南北方夏季高温的成因不同,南方高温区受到来自海洋的副热带高压影响,由南向北推进;而北方高温区则是由暖气团造成,暖气团来自欧亚大陆,并由西向东,再向北发展。

艾婉秀指出,由于今年雨带滞留南方的时间较长,且前期副热带高压较弱,因此五六月以来,北方一直被来自欧亚大陆的低层暖气团和高空高压脊控制,天空晴朗,白天受太阳短波辐射影响,地面温度逐步上升。同时,在高压控制区也盛行下沉气流,形成一定的下沉增温效应,在辐射增温和下沉增温的综合作用下,造成持续性高温天气的出现。

对于天津等地突破历史纪录的异常天气,艾婉秀认为,其中的一个重要因素是控制北方地区的高压脊移动较慢,且向北延伸辐射范围较大,再加上太阳辐射的强度大,于是形成一种叠加效果。

“高压脊如果移动较慢,就会造成覆盖范围内持续升温,如果移动较快,过境期间可能只会影响一两天的天气,民众感受不明显。”艾婉秀说。

在艾婉秀看来,造成北方今年异常高温的直接气象原因,是高压脊过于稳定,而稳定的高压脊背后,是稳定的北半球中高纬大气环流。

艾婉秀指出,从动力学的角度来分析,大气环流异常稳定,与全球变暖的气候背景有关。环流一稳定就容易出现各种气象灾害和极端天气。比如副热带高压如果稳定不动,在副高边缘冷暖气团交汇的地方,降水就会总是在同一个地方,容易出现涝灾。如果高压脊过于稳定,就会出现干旱,以及像今年这样大范围的高温热浪天气。

“涝的地方更涝,旱的地方更旱,就是因为这种系统性的移动比较缓慢。”艾婉秀说。

2013年夏,中国华东区域出现大范围的高温热浪极端天气,高温区域覆盖19个省区市,约占中国1/3国土面积。其中,杭州以40.4℃高温创下1951年以来当地气温最高纪录,上海6~9月期间,共有47天的高温天气,15天持续高温,其中有5天气温超过40摄氏度。

艾婉秀告诉《中国新闻周刊》,2013年的高温热浪,就和控制南方地区的副热带高压长期稳定有关。“2013年副高非常强,往西抬升以后,整个江南的大部分地区都在副高的控制下,然后持续不动,温度就降不下去,不断爬升。”

她同时指出,与2013年相比,今年南方地区的副热带高压覆盖范围更大,除非有台风扰动,否则可能较难撼动。

多位受访专家表示,近年来中国的高温具有日数多、持续时间长、影响范围广、强度大、极端性突出等特点,而全球变暖是其重要的诱因之一。

“火炉”的变迁

全球地表观测资料分析表明,全球气候呈现以变暖为主要特征的显著变化,近30年来,年全球平均增暖速率越来越高,中国地表平均气温也明显升高。气象资料显示,中国自1951年到2010年,全国平均温度上升了1.38℃,每10年增加0.23℃,升温幅度比同期全球平均值还要略高。

在全球气候变暖的大背景下,中国夏季炎热程度总体上呈增强趋势。截至7月10日,今夏以来全国平均气温为20.86℃,较常年同期偏高0.48℃。

与此同时,“火炉”城市的排名再次引起热议。

7月11日,一篇题为《看完新的“火炉榜”,多地表示不服》的文章在朋友圈刷屏。此前,据《长江日报》报道,经过多年的生态保护和治理,武汉的气候大为改善,已经退出了全国三大“火炉”行列,其依据是一份中国气象局国家气候中心发布的榜单。报道称,据该榜单,中国夏季炎热程度靠前的10个省会城市或直辖市分别为:重庆、福州、杭州、南昌、长沙、武汉、西安、南京、合肥、南宁。其中,排在前列的重庆、福州、杭州、南昌四个城市被称为“新四大火炉”,武汉退出前四,位居第六。

随后中国气象局辟谣称,并未发布关于今年“火炉”城市的排名,但今年以来全国平均气温偏高的确是不争的事实。

《中国新闻周刊》调查发现,“火炉”一说源于民间,并没有气象统计学上的依据,反映的是公众的直观感受,是普通民众对夏季天气酷热情况的夸张表达,长期以来没有明确的定义和标准。

早在民国时,就有“三大火炉”之说,即重庆、武汉和南京。新中国成立后,“四大火炉”的说法出现,多为长江流域知名城市的不同组合,如武汉、南京、重庆、南昌,或武汉、南京、重庆、长沙。

上世纪70年代,气候学家乔盛西指出,重庆、武汉、南京被称为“火炉”城市,与事实不符。他通过气象记录“横向对比”,列举安庆、南昌、长沙、衡阳、郴州等城市,发现其夏季炎热天数与酷热天数均超过重庆、武汉、南京三城。

2010年,央视气象节目主持人宋英杰依据2000年~2009年10年间全国各城市高温日总数做了一个排名。福州以10年375个高温日名列榜首;其次是拥有355个高温日的杭州;第三是重庆,343个高温日;第四是长沙,326个高温日;武汉10年间共有305个高温日,平均每年30.5日,名列第五。第六到第十的城市分别是海口、南昌、广州、西安、南宁。

2012年8月,国家气候中心专家根据1981年到2011年这31年的气象观测资料,综合分析中国主要城市的炎热指数、极端最高气温、高温日数、夏季平均最高气温和最低气温等要素,做了一个排名,排在前十名的是重庆、福州、杭州、南昌、长沙、武汉、西安、南京、合肥、南宁。

国家气候中心气候与气候变化评估室主任、研究员张存杰曾指出,传统意义上的“火炉”城市,是指长江流域大型城市,夏季受副热带高压控制,维持较长时间的高温高湿天气,使人们感到闷热难耐,好似在“火炉”中一般。

也有人使用极端最高气温对城市进行排名,还有人选取高温日数作为依据。人们使用的资料时间长短也不相同,有的用近10年的气象资料,有的扩展至20年左右。由于采用的指标不同、统计的时间段也不同,因此得出的结果不尽相同。

张存杰认为,判断一个城市是否炎热,需要考虑多种因素。其中,最高气温、最低气温、平均气温、气温日较差(指一天中气温最高值与最低值之差)等指数,可以反映城市的物理温度,但对生活在城市中的人而言,是否炎热更多指的是“体感温度”,即人体在周围气温环境里能够感知到的温度和舒适程度。因此,还需要考虑空气相对湿度、高温的持续时间、风速、辐射等要素。

艾婉秀对《中国新闻周刊》指出,在高温环境下,人体通过汗液蒸发来散热,湿度较大的时候很难散热,因此会感觉到不适。

“在这方面,南北方可以感觉到明显的差异。南方水汽大,所以出汗后感觉黏腻。北方湿度小,出汗后很快蒸发,所以身上比较凉爽。”

除此以外,风吹也有利于汗液蒸发。“摇扇子是感受最明显的。在湿度大的情况下,风能够降低你的体感温度。”

有研究表明,当最高气温超过32℃,平均相对湿度大于60%,人体就会有明显的闷热感。

首都医科大学公共卫生学院教授田琳告诉《中国新闻周刊》,闷热环境下空气流动慢,空气中氧含量相对少,而人一旦缺氧就会觉得不舒服,易引发烦躁焦虑。

艾婉秀还表示,中国是季风性气候,受到雨带的影响,中国南北方夏季气温存在明显的年代际变化规律。

有气象研究表明,近年来,长江流域城市的温度增长速度慢于北方城市。艾婉秀指出,上世纪50年代以来,中国的主雨带经历了从北到南又从南到北的变化。2013年雨带位置偏北,于是南方较热。2014年以来主雨带南移,位于长江流域——江南地区,降水多,日照少,长江地区气温较以往有所回落,与此同时,北方的温度攀升。

“于是在这几年,长江地区的民众感觉到我们这个地方温度不高啊,‘火炉’的帽子好像要被摘掉了。但实际上是雨带的这种年代际变化,使他们可以享受到凉夏。如果雨带依据自然规律,移动到华南,甚至北京,长江及江南地区还是会出现高温的天气。”艾婉秀说,“地方气候会随着雨带的南北推进而变动,因此所谓的‘火炉’城市每年也会变动。”

西安福州表现“抢眼”

《中国新闻周刊》注意到,在2012年国家气候中心发布的炎热城市榜单中,排名前十的城市里,西安是唯一的北方内陆城市,其他城市均分布在长江中下游流域。

西安市气象台首席预报员张雅斌告诉《中国新闻周刊》,每年夏至前后,长江中下游地区进入梅雨期,而在中国北方特别是陕西及西北地区,受青藏高压和太平洋副热带高压的控制,天气干旱少雨,气温偏高。

虽然与其他长江中下游城市相比,西安湿度很低,但它地处关中平原中部,以平原、盆地为主,地势低平,不利于热量的扩散。同时,西安南面有秦岭山脉的阻挡,处于夏季风的背风坡,容易产生“焚风效应”,即当气流经过山脉时,沿迎风坡上升冷却,在所含水汽达饱和后,发生降水而减少水分。过山后空气沿背风坡下沉,气流过山后的温度比山前同高度上的温度高得多,湿度也显著减少。因此,到达西安的夏季风是下沉的热风。

自2017年6月下旬以来,西安出现大范围持续高温天气。截至7月21日,全市共出现22个高温日,35℃以上高温出现158站次,40℃以上高温出现27站次。其中7月10~12日的高温过程范围广、强度大,该市有4站(西安市区、长安、临潼、? 鄠邑)连续3天出现40℃以上高温天气,40℃以上连续日数突破历史同期纪录。

张雅斌指出,2017年入夏以来,海上的台风很少。7月20日前后,大陆高压与西太平洋副热带高压在中国中部上空打通,深厚的暖性高值系统对应的温度场暖中心位于西北地区东部,而西安处于该区域中心附近。

与西安不同,在“火炉”城市中名列前三的福州,夏季主要受副热带高压的控制。

福建省气象局、福州市气象局的专家告诉《中国新闻周刊》,每年副热带高压会季节性北跳,于6月首先控制福州地区,在9月南退时也是从福州撤离,因而福州每年受副热带高压影响的时间最长,导致福州超过35℃的高温日数较多。

另外,福州地处台湾海峡西岸沿海,海陆风效应通常会给城市带来较凉爽的风,昼夜温差大,夏季夜间最低气温大多降至27℃以下。炎热的午后经常会有雷阵雨来调节气温。

据统计,福州近30年来夏季气温总体的变化趋势是略有上升。以最热的7月为例, 上世纪80年代,福州高温日数平均为28.4天,90年代为28.8天,2001~2010年为28.8天,2011~2016年为28.3天。由此可见,近30年来福州夏季高温并不是呈现持续增长的趋势,而是有一定的波动。

艾婉秀指出,分析南北方气温整体的变化趋势可以发现,南方高温日数多于北方。且1984年以来,南方高温日数呈波动式增加,平均每10年高温日数增加0.75天。

城市区域平均气温高于郊区平均气温的现象,被称为城市增温或城市热岛。

据张雅斌介绍,近30年来,西安“城市热岛”稳定存在,并有逐渐加强的趋势。至21世纪前10年,西安城郊热岛强度(城区和郊区两个代表性测点的气温差值)为1.0℃,城乡热岛强度达1.8℃。

“国内研究一致认为,一般对百万人口大城市而言,平均气温约高于郊区0.5~1.0℃。可见西安‘城市热岛’特征较为明显。”张雅斌说。

他指出,城市化进程影响西安热岛强度的比重较大。2006~2010年与1996~2005年相比,夏季增温0.2℃,其中城市影响占比100%。从1988年至2010年,西安主城区面积从105.6 平方公里扩张到约352.86 平方公里,高层建筑物、道路桥梁增多,对风的阻力增大,风速降低,这不利于热量的扩散。另外,城市中的市政设施吸收大量热辐射,导致气温上升。

与之相对应的另一组数据是,据陕西省农业遥感信息中心卫星遥感监测,2010年,西安市强热岛面积是1988年的2.2倍,夏季强热岛区域从53.8平方公里增加到123平方公里,城市中心地带热岛强度是上世纪80年代的4倍。

如何为城市降温

中国城市规划设计研究院副院长李迅告诉《中国新闻周刊》,造成城市“热岛效应”的原因是多方面的。他说,城市化使下垫面的性质改变,相较土壤或水面,沥青等城市道路材料吸热率高,比热容小,使夜间的“保温效果”更强。

另外,城市里的汽车、空调等人工热源不断增加。与此同时,大气污染愈发严重,使城市上空大气中的气溶胶增多。

气溶胶是悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称,可以吸收下垫面的热辐射,削弱城市夜晚的散热能力,为城市“保温”。

联合国政府间气候变化专门委员会2015年发布的第五次评估报告指出,温室气体以及其他人为驱动因子,成为20世纪中期以来气候变暖及极端高温事件的主要原因。特别是气溶胶排放,对极端高温事件有显著放大作用。而在气溶胶粒子的来源中,人为排放所占比例正逐年增加。

北京城市气象研究所的研究表明,城市化对北京地区的增温效应贡献率为47%~61%。

此前,国内外研究一般认为城市热岛属局地小气候现象,对区域气候的影响有限,对大气候的影响基本可以忽略。但江苏省气候中心、南京信息工程大学以及江苏省气象服务中心通过研究发现,以长江三角洲为代表的城市群规模不断扩大,区域性热岛迅速扩张,对极端高温事件时空分布的影响已经不可忽视。

据了解,2003至2013年是长江三角洲城市集群化发展时期,城市群规模的年增长率高达1206.48平方公里/年。2013年长三角城市群热岛规模比2003年增加了18154.0平方公里,而极端高温事件出现异常的区域,与城市群快速发展区域一致。

有研究显示,全球变暖和城市集群化的叠加效应,使得长江三角洲城市群当前遭遇极端高温事件的概率,比20世纪50年代高出60倍。

中国社会科学院城市发展与环境研究所副研究员郑艳告诉《中国新闻周刊》,热岛效应会导致夏季城市的强对流天气增多,产生雷暴、强降水、高温热浪、冰雹、大雾、大风等天气现象,并加剧雾霾。

对于控制和减缓城市“热岛效应”,李迅建议,在城市布局上可以采取组团式规划,疏密有致,使城市聚热中心分散,团块与团块之间应有开敞空间,可用河流、山体或绿化带等进行隔离,不要“摊大饼”。

北京大学物理学院大气与海洋科学系教授刘树华建议,沿海城市街道规划应尽量垂直于海岸线,以充分利用海陆风环流。另外,他建议,平原城市区域建筑、街道、公路尽可能建设成辐射状。

李迅也提出了一些具体的建议,包括控制人口密度和建筑密度,降低开发强度,增加自然下垫面,鼓励民众进行屋顶绿化,对绿化业主进行补贴,建筑物外墙多用浅色调以增加热反射,减少人工热源,保护并增加水体,建设“海绵城市”等。

他还强调,在增加绿化面积时,要多种树,少种草,因为树木在调节小气候方面所起的作用,优于草坪。

研究表明,每公顷绿地平均每天可从周围环境中吸收81.8兆焦耳的热量,吸收1.8吨的二氧化碳,相当于189台空调的制冷作用,可显著削弱温室效应的产生,另外每年还可以滞留粉尘2.2吨,将环境中的大气含尘量降低50%左右。

李迅还建议建设城市通风廊道。城市通风廊道是指在静稳无风、大气扩散条件差的不利气象条件下,为防止污染物堆积,在规划里考虑留出主风向和次风向通道,把郊外的风引进主城区。

北京市规划委副主任王飞此前透露,北京市正在利用通风潜力较大地带,完善中心城区通风廊道系统,打造5条宽度500米以上的一级通风廊道,以及多条宽度80米以上的二级通风廊道。

李迅还建议,为了减少由长距离运输产生的大量污染物和降低货车类热源,可以借鉴江苏省太仓市的经验,就地生产,就地消费,自给自足。

2011年,太仓市政府开始建设“现代田园城市”,随后确立了以“一市双城三片区”为主体的城镇化空间布局和以“四个十万亩”为主体的农业空间布局。在城市与中心镇之间,以现代基本农田和生态绿地隔离,实现了城市四周被农地围绕的格局。

据政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测,未来全球变暖的趋势还将持续,城市热岛效应也会越来越明显。

国家气候中心此前曾透露,该中心正在建立气候宜居性综合指标体系,为宜居城市建设提供科技支撑,相关成果预计会在今年年底发布。

北京大学物理学院大气与海洋科学系教授刘树华告诉《中国新闻周刊》,气候宜居的综合性指标,主要是指由城市所处地理位置决定的具体气候指标,主要由地理经纬度所处气候条件决定,社会、人为因素起次要作用。

中国社会科学院城市发展与环境研究所副研究员郑艳告诉《中国新闻周刊》,生态宜居城市的一个重要指标,是“绿色基础设施”。

她说,中国在传统上多是灰色基础设施,它忽视了基础设施应有的生态功能,而单纯服务于工业化的需求。而绿色基础设施会充分考虑环境因素,将气候承载力纳入基础设施建设标准。

郑艳说,就要素层级而言,绿色基础设施包含线性、点状和面状系统,线性系统主要由交通线路、地下管道等组成;点状系统主要指公园、湿地、林地等绿色斑块;面状系统是由廊道和斑块相连接,组成互联互通、结构优化,兼具生态功能的城市生态基质。

(实习生陈瑞对本文有贡献)

声明:刊用《中国新闻周刊》稿件务经书面授权

责任编辑:郑莉莉