現(xiàn)代城市氣象災(zāi)害及其防御

朱軍輝

一、引言

現(xiàn)代城市人口密集、高樓密布、經(jīng)濟(jì)集中、商業(yè)繁榮，是一個(gè)綜合的大系統(tǒng)，依賴于交通、通訊、供水、供電、供氣等生命線工程而運(yùn)行，受到任何外界“刺激”都會(huì)引起連鎖反應(yīng)，打亂正常的運(yùn)行秩序，最終導(dǎo)致災(zāi)害。城市災(zāi)害主要有“震、水、風(fēng)、火”四大類，水和風(fēng)屬氣象范疇，有時(shí)，火也與氣象有關(guān)，氣象災(zāi)害至少占城市災(zāi)害50%以上。因此，氣象災(zāi)害是城市災(zāi)害中發(fā)生次數(shù)最多、頻率最高、損失最嚴(yán)重的災(zāi)種。最近幾年，暴雨導(dǎo)致城市內(nèi)澇尤為突出，城市“看海”現(xiàn)象頻繁發(fā)生，經(jīng)濟(jì)損失重大，市民生活影響嚴(yán)重。

現(xiàn)代城市在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中具有舉足輕重的作用。因此，在城市化發(fā)展十分迅速的今天，更應(yīng)重視城市氣象災(zāi)害的防御。

二、城市氣象災(zāi)害

因氣象因素造成城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)損失的，稱城市氣象災(zāi)害。對(duì)城市損害比較嚴(yán)重的主要有暴雨洪澇、熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)）、干旱、高溫、龍卷風(fēng)、冰雪、大霧、雷電等災(zāi)害。

2.1 暴雨洪澇災(zāi)害

暴雨常引起山洪暴發(fā)、江河泛濫、城市積水。2009年6月30日，大暴雨襲擊武漢，時(shí)間主要集中在凌晨0時(shí)至6時(shí)。武漢馬路嚴(yán)重積水達(dá)260多處 ，積水最深處超過半米。這次降水量超過147毫米，是自1982年以來6月份最大日降雨量；又如2010年5月6日夜間至7日凌晨，廣州各區(qū)（市）普降大暴雨，不少地方還出現(xiàn)特大暴雨；5月9日、5月14日大暴雨再襲廣州，一周內(nèi)出現(xiàn)3次強(qiáng)降水，降雨量高達(dá)440毫米，相當(dāng)于廣州市年降雨量的四分之一，一舉沖破廣州市百年記錄。因此，中心城區(qū)多處出現(xiàn)嚴(yán)重內(nèi)澇險(xiǎn)情，廣州南北交通主動(dòng)脈……廣州大道因積水成河，完全癱瘓，交通中斷達(dá)5個(gè)小時(shí)，水深處近3米，被淹車輛不計(jì)其數(shù)，沿途商戶損失慘重。

2.2 熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)）災(zāi)害

沿海城市最易受熱帶氣旋襲擊。如2011年第9號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“梅花”在我國(guó)東部近海北上，山東39個(gè)縣（市）遭受大風(fēng)暴雨洪澇災(zāi)害。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，截至8日17時(shí)，山東全省受災(zāi)人口為182.56萬人，緊急轉(zhuǎn)移人口47.31萬人。農(nóng)作物受災(zāi)面積9.27萬公頃；倒塌房屋447間，損壞房屋8917間。大風(fēng)和強(qiáng)降雨直接造成經(jīng)濟(jì)損失12.57億元。其中，威海市受災(zāi)最為嚴(yán)重，農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)到2萬公頃，房屋損壞4789間，直接經(jīng)濟(jì)損失6.04億元。

2.3 高溫災(zāi)害

高溫酷暑（國(guó)外也稱熱浪）也是比較嚴(yán)重的城市氣象災(zāi)害。夏季炎熱的天氣氣候，加上城市“熱島效應(yīng)”作用，最高氣溫要比郊區(qū)高，高溫天氣要比郊區(qū)多?？釤崾鼓X血管病、心臟病和呼吸道等疾病發(fā)病率增多，死亡率相應(yīng)增高，特別是老年人的死亡率增高更為明顯。據(jù)美國(guó)15個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)，酷熱期間死亡率為平時(shí)的4~7倍。如1995年6月6日-12日，熱浪席卷印度西北地區(qū)，北方邦的班達(dá)區(qū)連續(xù)3天氣溫高達(dá)49.5℃，拉賈斯坦邦的氣溫曾一度高達(dá)50℃，首都新德里持續(xù)一周高溫，最高達(dá)45℃，這次熱浪至少造成城鎮(zhèn)地區(qū)165人死亡。據(jù)對(duì)我國(guó)合肥等四個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)，酷熱期間死亡率比正常年份同期多55%~151%。

2.4 冰雪凍害

冰雪災(zāi)害主要發(fā)生在北方城市，一般隨降雪量和積雪深度的增加而加大受災(zāi)程度。2009年11月上中旬，我國(guó)北方地區(qū)嚴(yán)重雪災(zāi)，共造成晉冀魯豫鄂陜新寧8?。▍^(qū)）962.2萬人受災(zāi)，疏散公路滯留和轉(zhuǎn)移安置16.6萬人；農(nóng)作物受災(zāi)面積29. 53萬公頃；倒塌房屋1.5萬余間；因?yàn)?zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失69.6億元。又如1991年12月末，上海普降大雪，金山縣城積雪達(dá)10cm，冰雪造成上海5萬余處水管凍裂，5.4萬余戶居民供水受影響，數(shù)萬戶居民因冰堵煤氣管而無法舉炊，交通也受嚴(yán)重影響，機(jī)場(chǎng)關(guān)閉，高速公路、大橋封閉，數(shù)百列火車晚點(diǎn)、遲發(fā)或停駛，交通事故頻發(fā)，僅27日一天就發(fā)生百余起，因路滑騎車摔跤、跌傷病人比平時(shí)增加近10倍。

2.5 大霧災(zāi)害

大霧對(duì)城市影響主要有三個(gè)方面：

一是影響交通。常使飛機(jī)起降受阻，高速公路關(guān)閉，輪渡停航。如1996年12月27-31日，上海受大霧影響，9次關(guān)閉機(jī)場(chǎng)，共取消、延誤642個(gè)航班，滯留旅客多達(dá)60570人，據(jù)保守估計(jì)，這次大霧引起的善后費(fèi)用至少1000萬元。

二是影響供電。因霧使輸電線路發(fā)生“污閃”，引起大面積停電。如1990年2月10日-21日，華北地區(qū)出現(xiàn)歷史上罕見的大霧，2月11日石家莊地區(qū)能見度不到40米，華北電網(wǎng)發(fā)生大面積“污閃”災(zāi)害，期間京津唐電網(wǎng)因霧害造成51條輸電線路故障，147次掉閘，使京、津等城市用電一度處于危急狀態(tài)，北京有200家工業(yè)大戶限電停產(chǎn)2天。

三是影響人體健康。城市霧中有毒有害物質(zhì)比較多。容易引發(fā)各種疾病。如1952年12月5-8日，英國(guó)倫敦濃霧，4天中死亡人數(shù)較常年同期多4000人，因空氣污染引發(fā)支氣管炎、冠心病、肺結(jié)核和心臟衰弱而死亡的人，分別為前一周的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.3倍。

2.6 雷電災(zāi)害

雷電災(zāi)害有兩類，一類為直接雷擊災(zāi)害，另一類為感應(yīng)雷擊災(zāi)害。前者會(huì)擊死擊傷人畜，損毀輸電線、建筑物，甚至引發(fā)火災(zāi)。后者主要以電磁感應(yīng)和過電壓波的形式對(duì)微電子設(shè)備構(gòu)成危害。兩種形式的雷擊都對(duì)城市生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。如1988年9月9日11時(shí)30分，越南民航班機(jī)在泰國(guó)廊曼機(jī)場(chǎng)遭雷擊，機(jī)上73人喪生；1989年8月12日，山東黃島油庫(kù)遭雷擊引發(fā)火災(zāi)，造成1401萬元的經(jīng)濟(jì)損失；1992年4月27日，南昌江西醫(yī)科大學(xué)遭感應(yīng)雷擊，160門程控電話有120門被毀，江西財(cái)經(jīng)管理學(xué)院200門程控電話全部被毀。

三、城市氣象災(zāi)害的特點(diǎn)

3.1 季節(jié)性

由于氣候變化的周期性和季節(jié)性，城市氣象災(zāi)害也多呈周期性和季節(jié)性；如熱帶氣旋、暴雨、龍卷風(fēng)和雷電等發(fā)生在夏季，大雪、冰凍、大霧等發(fā)生在冬季，春、秋季災(zāi)害性天氣相對(duì)較少。

3.2 連鎖性

城市與交通、通訊、供水、供電、供氣等生命線工程之間聯(lián)系十分緊密，一旦發(fā)生氣象災(zāi)害，某一生命線系統(tǒng)受到損害，可導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，產(chǎn)生一系列次生災(zāi)害和衍生災(zāi)害。如雷電引起供電系統(tǒng)故障，會(huì)影響水廠生產(chǎn)，無水可供又會(huì)影響市民正常生活。

3.3 多樣性

由于城市人口密度、下墊面等特殊性，災(zāi)害天氣要比郊區(qū)多。如大霧對(duì)郊區(qū)影響不大，而在城市就會(huì)引發(fā)交通事故；同時(shí)，霧中有毒微粒濃度比郊區(qū)高，容易對(duì)人體健康造成傷害。

3.4 損失重

由于城市人口和財(cái)富集中，發(fā)生同等劇烈程度的氣象災(zāi)害，損失要比周圍地區(qū)大得多，越是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市經(jīng)濟(jì)損失越重。如1991年江淮洪澇災(zāi)害中，蘇南損失要比安徽大好幾倍。

3.5 影響大

城市通常是周圍區(qū)域的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心和交通樞紐；所以，城市發(fā)生重大氣象災(zāi)害后，必然影響周圍中小城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

四、城市氣象災(zāi)害成因分析

4.1 抗災(zāi)能力與氣象災(zāi)害的自然力不平衡

狂風(fēng)、暴雨、高溫、冰凍、雷電等等天氣現(xiàn)象潛藏著巨大的自然力，當(dāng)其大于城市的承受能力時(shí)，就會(huì)造成災(zāi)害。自然力的作用有三種方式：一是直接作用于城市內(nèi)部，如暴雨、狂風(fēng)等等；二是自然力作用發(fā)生在城市周圍，然后逼近和襲擊城市。如上游暴雨引起洪水或泥石流襲擊下游城市，熱帶氣旋引發(fā)的風(fēng)暴潮、巨浪襲擊沿海城市等等；其三是自然力既作用于城市內(nèi)部，又發(fā)生于城市周圍，兩者共同作用下形成災(zāi)害。

4.2 城市的地理位置

城市大多建造在既便利交通，又易取水的沿江沿湖沿海地區(qū)，這給形成氣象災(zāi)害創(chuàng)造了條件。如沿江型城市附近的江堤，一旦不能承受上游洪峰的壓力而決口，城市就會(huì)遭水淹，特別是城市上游一旦有病險(xiǎn)水庫(kù)時(shí)，對(duì)城市的威脅就更大；又如濱湖型城市，當(dāng)汛期湖泊水位升高時(shí)，城市的低洼地區(qū)就會(huì)遭受水災(zāi)的威脅，易使城市內(nèi)澇加重；再如濱海型城市，由于地面沉降，氣候變暖海平面升高等多種因素，往往內(nèi)澇災(zāi)害嚴(yán)重，特別是受熱帶氣旋、風(fēng)暴潮、海嘯的威脅時(shí)，更易受災(zāi)。

4.3 城市地表的不透水性

自然狀態(tài)的地表面都具有透水性，降雨后，約70%的雨水滲入地下，30%的雨水在地表面流動(dòng)。但城市地表被房屋、混凝土和瀝青、水泥路面所覆蓋，透水性急劇降低。如北京在50年代地表流動(dòng)部分約占降雨量的40%，到80年代變成了80%。地表流動(dòng)部分的雨水增加，加大了下水道、河道流量，來不及排放時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)城市積水；而城區(qū)滲入地下的雨水減少，地下水位便會(huì)下降，就促使地面下沉加快，形成惡性循環(huán)，使城市更易遭洪澇災(zāi)害。

4.4 城市防汛排水設(shè)施不足

過去城市建設(shè)中，對(duì)防汛基礎(chǔ)設(shè)施往往不夠重視，地下排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不高，排水能力不足。如上海1979年前建造地下排水系統(tǒng)一般按27mm/h的降雨量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以后建造的標(biāo)準(zhǔn)提高到36mm/h，而上海的暴雨有時(shí)會(huì)達(dá)到100mm/h以上，致使暴雨后積水現(xiàn)象比較嚴(yán)重。近幾年，上海著力加強(qiáng)城市地下排水系統(tǒng)建設(shè)，新建、改建排水系統(tǒng)，排水總能力大大增強(qiáng)，因此，上海城市水患正呈逐漸減少趨勢(shì)。

4.5 城市建筑布局不合理和抗風(fēng)能力不強(qiáng)

城市中密布各種建筑物，由于建筑物的阻擋，風(fēng)速風(fēng)向就會(huì)改變。特別是風(fēng)進(jìn)入狹窄區(qū)域時(shí)，風(fēng)速就會(huì)急增，對(duì)下風(fēng)方向的建筑物、汽車、行人安全產(chǎn)生危害；在狂風(fēng)襲擊時(shí)，還會(huì)造成玻璃幕墻脫落傷人等次生災(zāi)害。

4.6 城市防雷設(shè)施薄弱

城市建筑物多，在新建、改建、擴(kuò)建時(shí)，未安裝或調(diào)整避雷設(shè)施；或未定期檢測(cè)，在避雷裝置的保護(hù)失效情況下，容易引發(fā)雷電災(zāi)害。近年來電器設(shè)備大量增加，通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的迅速發(fā)展，雷電災(zāi)害的潛在威脅隨之增大；一旦對(duì)感應(yīng)雷防御不力，雷電破壞通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等災(zāi)害將隨之增加。

五、城市氣象災(zāi)害的防御

城市氣象災(zāi)害的發(fā)生是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的，但實(shí)踐表明，通過提高人們的防災(zāi)意識(shí)，采取相應(yīng)的防御措施就能減輕城市氣象災(zāi)害的程度。

5.1 因城制宜，制定城市氣象防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃

要根據(jù)不同城市的主要?dú)庀鬄?zāi)種、特點(diǎn)及其規(guī)律，制定具有針對(duì)性、適合不同城市特點(diǎn)的氣象防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃，并納入城市總體規(guī)劃和城市減災(zāi)規(guī)劃，對(duì)洪澇、臺(tái)風(fēng)、大霧等重大災(zāi)種應(yīng)建立預(yù)案。

5.2 加強(qiáng)工程性防御措施，提高城市承災(zāi)能力

加強(qiáng)工程性防御措施是減輕城市氣象災(zāi)害的重要的方面。如根據(jù)不同城市的實(shí)際情況，以千年一遇、百年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)修筑加固沿江、沿湖、沿海堤壩和擋潮閘等；以5~10年一遇的標(biāo)準(zhǔn)修建擴(kuò)建城市排水系統(tǒng)、營(yíng)造防風(fēng)林帶等等。日本除采取修建堤壩、排水渠或水庫(kù)、排水泵站等工程性措施以外，還提出“綜合治水對(duì)策”，如修建地下洪水調(diào)節(jié)池、使用透水性鋪路材料、雨水滲井、滲透管等以減少地表流動(dòng)的雨水量。上海加固加高黃浦江防汛墻，擴(kuò)建地下排水系統(tǒng)等防御措施均極大提高了城市的承災(zāi)能力。

5.3 重視建筑設(shè)計(jì)，充分考慮氣象條件

城市發(fā)展首先要選擇災(zāi)害性天氣相對(duì)少的地區(qū)，同時(shí)要考慮所選擇地區(qū)災(zāi)害性天氣的最劇烈程度，以便根據(jù)最大破壞力來設(shè)計(jì)高樓、港口、碼頭、機(jī)場(chǎng)等重要設(shè)施，以避免氣象災(zāi)害發(fā)生。

5.4 加強(qiáng)雷電防避，減輕雷擊災(zāi)害

對(duì)高層建筑、工業(yè)煙囪、水塔、重要物資倉(cāng)庫(kù)、易燃易爆化工企業(yè)、油庫(kù)、露天堆場(chǎng)、供變電設(shè)備、程控電話廣播通訊設(shè)備、電視衛(wèi)星接受設(shè)備、計(jì)算機(jī)房、安全報(bào)警系統(tǒng)等等設(shè)施，必須按照有關(guān)防雷技術(shù)規(guī)范安裝相應(yīng)的防雷裝置，并定期進(jìn)行檢測(cè)，確保防雷裝置可靠有效。

5.5 削弱夏季“熱島”強(qiáng)度，減輕城市高溫危害

城市高溫災(zāi)害的嚴(yán)重程度與城市“熱島效應(yīng)”有密切關(guān)系。因此，要盡可能采取措施削弱熱島以降低城市高溫。一要擴(kuò)大城市綠地覆蓋率，綠樹有遮陽蔽蔭效應(yīng)，綠地的蒸騰作用可耗去大量潛熱，另外也能改善空氣質(zhì)量；二要減少人為熱和溫室氣體的排放量，要調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少煤炭、燃料油用量，大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能、水力能利用；三要增加城區(qū)水域面積和噴水、灑水設(shè)施，以增加蒸發(fā)耗去熱量來降低城市下墊面溫度。

5.6 開展人工消霧，減輕城市霧害

在城市尤其是大城市的機(jī)場(chǎng)、港口、渡口、碼頭等重要交通地區(qū)應(yīng)安裝消霧裝置，必要時(shí)實(shí)施人工消霧，盡量減輕大霧危害。

5.7 建立多災(zāi)害種早期預(yù)警系統(tǒng)，加強(qiáng)城市氣象災(zāi)害預(yù)警服務(wù)

實(shí)踐證明，預(yù)防災(zāi)害性天氣，首先要有準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)；氣象部門要加強(qiáng)對(duì)災(zāi)害性天氣的研究，不斷提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，為政府部門和社會(huì)各界提供可靠的防災(zāi)決策依據(jù)。同時(shí)，要快速傳遞災(zāi)害性天氣信息：一要充分利用廣播、電視等即時(shí)新聞媒體和聲訊電話；二要鞏固、發(fā)展氣象警報(bào)網(wǎng)絡(luò)、高頻電話和微機(jī)服務(wù)終端；三要大力發(fā)展手機(jī)短信服務(wù)；四要在大城市建立氣象專用電視頻道，全天候播放氣象信息；五要建立大屏幕電子顯示網(wǎng)絡(luò)，在車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)等流動(dòng)人口集中地區(qū)設(shè)置大型電子顯示屏，以便及時(shí)為公眾傳遞災(zāi)害性天氣預(yù)警信號(hào)。

[1] 李學(xué)良等譯，《現(xiàn)代城市與自然災(zāi)害》，海洋出版社，1988.

[2] 陸亞龍，肖功建，《上海災(zāi)害及其防御》，氣象出版社，2001.

[3] 陸亞龍，《災(zāi)害預(yù)防與救護(hù)》（95~120頁(yè)），上海遠(yuǎn)東出版社，2003.