作者:卜叶 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2019/8/19 23:06:07
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气候变化“烤验”大城市应对之策
 
 
西安小寨海绵城市建设动工          图片来源:视觉中国
 
“城市地区由于基础设施、人口和资源配置更加集中,更易受到气候变化的影响。城市在气候变化的过程中是脆弱和敏感的。”日前,在“应对气候变化·记录中国”活动中,中国工程院院士、国家气候变化专家委员会副主任丁一汇表示。
 
活动中,丁一汇介绍了气候变化导致的与极端气候事件等有关的十大风险。他表示,气候变化给城市带来诸多重要影响,其中较为普遍的是热浪、暴雨与海平面上升。气候变化对不同城市的影响程度不同,中国经济较发达的大型城市面临全球气候变化与城市化(土地利用改变)双重影响,尤其要注意积极应对气候变化。
 
绕不开的排放问题
 
人类活动导致的二氧化碳排放是全球变暖的主要原因之一。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的分析,控温2℃或1.5℃是人类减少和规避气候变化风险并保持社会经济可持续发展的唯一选择。为此,全球各个国家都必须走低碳与绿色发展之路。
 
中国多次作出碳减排的承诺。2009年,哥本哈根世界气候大会上,中国公布2020年控制温室气体排放的目标,即到2020年中国的单位GDP二氧化碳在2005年的基础上下降40%~45%。
 
2015年,巴黎气候变化大会上,中国承诺到2030年或更早的时候,中国的二氧化碳排放达到峰值,单位GDP二氧化碳排放比2005年的水平低60%~65%。
 
哪里最需要减排?越来越多的研究表明,城市是二氧化碳排放的主体。在全球二氧化碳排放中,城市地区的排放量超过70%。并且,城市规模与碳排放量在某种程度上呈正相关,大型、超大型城市产生了较多的二氧化碳。
 
城市排放的二氧化碳也对该地区的“小气候”造成了影响。在国家减排目标和自身发展的双重要求下,大型城市成为碳减排的主力。
 
丁一汇在接受《中国科学报》采访时指出,这些城市的基础建设基本已较完善,应该大力倡导低碳生活方式和消费模式,提高现有基础设施的能源使用效率,同时加速清洁和可再生能源的部署。
 
对于节能减排是否会对经济发展产生不利影响,他解释,国外发达国家的经验证明,节能减排并不会对经济发展造成负面影响。节能减排伴随着产业结构调整、先进技术的应用,创新能力与新能源产业的发展会推动能源消费向节能与低碳绿色发展。
 
已有研究表明,对于成熟的大型城市,较高的汽油价格与紧凑的城市形态相结合,可以节省传统化石能源的使用。
 
中科院大气物理研究所副研究员武亮告诉《中国科学报》,化石燃料使用量的减少也会使大气中PM2.5减少,从而缓解大气污染。
 
“政府部门制定减排政策和目标时,也要综合考虑其与其他相关政策的协同效应,避免政策间的矛盾。”他提醒。
 
“大烤”下的城市
 
受二氧化碳浓度上升影响,全球温度升高。同时,城市地区还受到热岛效应影响,人工发热、建筑物、道路等高蓄热体,绿地减少、地表特征改变等因素,导致城市内部释放的热量大量增加,城市面临高温“烤验”。
 
近百年来,全球范围内出现多起极端热浪事件,几乎全部发生在城市地区。丁一汇告诉记者,近年来,我国35℃的高温天数增多,高峰值提高,同时高温中心北移,中国北方城市夏季的持续高温现象尤其明显。
 
诸多国家认为高温或不适宜工作的温度条件是35℃。如果超过了这个阈值,工作效率会大大下降,平均只有正常温度下的1/2。
 
丁一汇指出,与其躲避高温不如积极应对,在这种情况下,应该加强绿化建设,帮助城市降温。如在建筑物顶层与周围种植植物,同时,增强城市的通风走廊等。
 
“蒸腾速率大的树种,如桉树、新疆杨等树种吸水能力较强,且生长期较短,较适合城市绿化。”中国林业科学院研究员徐庆告诉《中国科学报》。
 
同时,也要加强现有建筑设施的改造。丁一汇举例,可以采用高反射率的建筑物代替原有的深色覆盖材料,也可以尝试新材料代替现有柏油材料,抑制路面温度上升。
 
相关研究已经展开。研究人员在铺路材料中充填了混杂着金属粉末的保湿材料。这种新材料下雨天可充分吸收水分,在夜晚还可吸收空气中的潮气;晴天时吸收的水分蒸发,就会带走大量的热量。这种方法的降温原理类似于在路面上泼水,但是比后者更省力、更环保。
 
此外,善用水体,也能有效抑制城市高温。对建筑物或墙壁喷水,建造露天游泳池,均可实现局部降温。
 
近年来,国外的一些沿海城市引入海水为城市降温。每天,几个巨大的水泵从深海中抽出冰冷的海水,这些海水沿着错综复杂的管道系统在城市里快速流动,给城市降温,变热的海水再通过管道排放到大海中。
 
把雨水留下来
 
气候变化的不确定性导致暴雨洪水频发、洪峰洪量加大等,城市地表水径流量大幅增加。城市不仅面临热岛效应,还迎来了雨岛效应。
 
雨岛效应是指,城市热量的超常排放,使城市上空形成热气流,热气流越积越厚,最终形成降水。热量排放高的中心区域,降水更多。
 
城市地表的植被能不能“截住”强降雨的水分呢?“这几乎是不可能的。暴雨过程中,植被能吸收的水分极少,绝大部分水分流走了。”徐庆说。
 
不能吸收,只能排水。传统的排水防涝思路认为,雨水排得越多、越快、越通畅越好,从而避免城市内涝的发生。
 
与之相对应的防洪抗涝措施,将水系统分解得支离破碎,比如水和土分离、水和生物分离、水和城市分离,排水和给水分离、防洪和抗旱分离。“这些都是简单的工程思维和管理上的‘小决策’,直接带来了上述综合性水问题的爆发。”徐庆表示。
 
能不能使雨水就地蓄留、就地资源化呢?依靠自然的力量蓄水往往存在风险,且蓄水量有限。
 
由于汛期洪水峰高、量大,绝大部分未得到利用的降雨下渗,或流入河流、水库。“泄洪速度一旦赶不上降雨速度就会增加溃坝风险。”江西省鹰潭市某水库负责人介绍。
 
丁一汇认为,大量的雨并不是落在河道里,所以防洪不必死守河道,要把关注范围从水体本身扩大到整个水生态系统。通过生态途径,对水生态系统结构和功能进行调理,增强生态系统的整体服务功能,首要任务是加快海绵城市与生态城市建设。
 
海绵城市就像海绵一样,把城市地表多余的水分比如雨水留住,让水循环利用起来。既往经验表明,正常气候条件下,海绵城市可以截流80%以上的雨水。
 
“我国的海绵城市建设还处于起步阶段,在海绵城市规划等方面还需要科研人员努力攻关。”丁一汇说。
 
 
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