在世界博覽會過去158年的漫長歷史中,“城市”這個詞從未作為主題出現(xiàn)。但今年,中國最大、發(fā)展最快的城市之一上海將演繹“讓生活更美好”的各種方式。
與城市這個主題一樣,世界氣象館也是第一次獨立出現(xiàn)在這個國際舞臺上。氣象在城市生活中所扮演的角色,在人類文明與發(fā)展的歷程中,逐漸被覺察、研究和利用。
世界氣象館效果圖
氣象災害可能給城市帶來致命打擊
1952年冬天的倫敦光化學煙霧事件,也許是城市所經(jīng)歷過最恐怖的災難之一。在短短的四五天時間里,倫敦的死亡人數(shù)較常年同期增多約4000人。
不同于地震、海嘯等無法抗拒的自然災難,這一類發(fā)生在城市區(qū)域,由于氣象要素或其組合的異常,對城市居民的生命與健康、城市建筑與設施、各行各業(yè)生產(chǎn)與社會活動、城市資源與生態(tài)環(huán)境造成損害的事件屬于城市氣象災害的范疇。
對于脆弱的城市系統(tǒng)來說,氣象災害帶來的打擊可能是致命的。由于城市的人口與建筑物高度密集,綠色植物的種類和數(shù)量都很少,城市居民的生存需要從系統(tǒng)外大量輸入事物和能源才能維持,這使得城市生態(tài)系統(tǒng)對于外界的干擾十分敏感,一旦大氣環(huán)境的異常程度超出城市系統(tǒng)的承受能力,城市氣象災害就會形成。
“城市里的氣象條件與鄉(xiāng)村地區(qū)有很大差別,有一些特殊的地方”,北京城市氣象研究所的副研究員苗世光說,這些特殊性使得城市對于氣象要素的反應與鄉(xiāng)村截然不同:熱島效應使得高溫熱浪更易在城市發(fā)生;有研究表明城市的立體建筑和人類活動加強了熱力與動力對流,使得城市發(fā)生局地暴雨的幾率多于鄉(xiāng)村;建筑物之間的狹管效應容易造成高空墜物,形成風災……
獨特的城市氣候
城市里的空調(diào)在夏天釋放大量熱量(來源:新聞晨報)
即便沒有造成氣象災害,近年來城市化的快速發(fā)展仍然顯著改變了局地大氣的熱力和動力結(jié)構,并對局地(及區(qū)域)邊界層結(jié)構、天氣氣候、大氣環(huán)境等產(chǎn)生了不可忽視的影響。在城市特殊的下墊面(指與大氣下層直接接觸的地球表面)和城市人類活動的影響下,一種特殊的局地氣候類型形成了,那就是城市氣候。
1818年出版的《倫敦氣候》(The Climate of London)一書是世界上公認的第一部有關城市氣候的著作。在那之后的近200年里,城市氣候逐漸進入研究者的視線。建筑物、瀝青或水泥地面代替了植被,人們的生產(chǎn)與生活活動增加了熱源,城市工業(yè)排放出大量煙塵與廢氣。研究者們發(fā)現(xiàn),城市化的發(fā)展使得這里的氣候具有了氣溫高、濕度低、風速較小、能見度低、降水偏多的特點。
《倫敦氣候》的作者霍華德(L.Howard)第一個發(fā)現(xiàn)了倫敦城市和郊區(qū)的溫差現(xiàn)象,并在這本書中稱之為“Urban Heat Island”和“Hot Island Effect”,即“城市熱島”和“熱島效應”?!艾F(xiàn)在城區(qū)晚上比郊區(qū)的氣溫平均高2℃”,苗世光說,他在城市與氣象的領域已經(jīng)研究了十幾年,世界上熱島最強的是中高緯度的大中城市,德國柏林城區(qū)與郊區(qū)的溫差曾一度高達13.3℃。
另外從平均來看,城市的風速比郊區(qū)更小。苗世光解釋這是因為城市里眾多的建筑物對風有“拖曳”的作用,從而拉慢風的腳步。城市氣象的這一特點,也使得本來日益困擾城市的污染物更難擴散。