付 琳 杨 秀 冯潇雅*
一、引言
气候变化是全球性挑战,深刻影响着人类生存和发展。应对气候变化是全人类共同的事业,以温室气体减排等为主的减缓行动有助于减小气候变化的速率与规模,而以提高防御和恢复能力为目标的适应行动可以将气候变化的影响降到最低(潘志华、郑大玮,2013)。近年来,全球范围内与极端气候有关的自然灾害造成的经济损失有所增加,不断增长的暴露区人口和经济资产的数量及其脆弱性是极端气候造成损失的主要原因和关键因素(IPCC,2012)。我国遭受的气候灾害频率高、强度大、影响面广,造成的直接损失严重,是受气候变化影响最严重的地区之一。2014年,我国因洪涝和地质灾害造成直接经济损失达1030亿元,因旱灾造成直接经济
*付琳(通讯作者),国家应对气候变化战略研究和国际合作中心政策法规部,邮政编码:100038,电子信箱:fulin@ncsc.org.cn;杨秀,国家应对气候变化战略研究和国际合作中心政策法规部,邮政编码:100038,电子信箱: yangxiu@ncsc.org.cn;冯潇雅,北京建筑大学北京应对气候变化研究和人才培养基地,邮政编码:100044,电子信箱: xiaoya.feng@foxmail.com。
本文系国家发展和改革委员会应对气候变化业务经费课题“城市适应气候变化现状分析”(2015033)的阶段性研究成果。感谢匿名审稿人提出的宝贵建议,文责自负。
损失达836亿元,因低温冷冻和雪灾造成直接经济损失129亿元(中华人民共和国政府,2016)。《第三次气候变化国家评估报告》也指出,我国的自然灾害风险等级处于全球较高水平,对气候变化敏感性高,防灾减灾应成为应对气候变化的主要内容(中华人民共和国科学技术部,2014)。
应当指出,城市积极适应气候变化不利影响的工作与已开展的防灾减灾工作之间并不等同,也不可互相替代。主要原因是现阶段我国已开展的防灾减灾工作并不能完全满足适应气候变化工作的迫切需求。城市适应气候变化工作,除了积极适应和减轻极端气候事件带来的灾害本身外,还包括积极削弱和消除气候变化带来的其他潜在影响和风险,如城市生命线系统运行效率与性能降低、城市生命线系统应对极端气候事件的脆弱性不断加剧、因极端气候事件造成城市居民的生活不便(如饮用水和电力供应中断)甚至生命财产损失等。同时,城市适应气候变化工作与防灾减灾工作开展的角度也不尽相同。防灾减灾工作旨在“避害”,侧重于对灾害前兆和各种致灾因子的动态监测预警、灾害事件的应急处置、救援救助能力建设等,而适应气候变化工作主要从增强城市和居民的适应能力出发,旨在“调整”,侧重对气候变化影响的整体评估、气候变化风险的识别和削弱、针对气候变化的新形势对适应和减灾策略作出的调整等,一定程度上也能够带动城市减灾能力的提升(郑大玮等,2016)。
二、城市适应气候变化的重要性
城市是人类社会经济活动、生产生活的核心地带与主要聚集地。根据IPCC第五次评估报告,不同的研究显示,城市能源消耗量约占全球能耗总量的67%~76%,经济总量占全球GDP约80%。目前,世界人口的50%以上居住在城市,而预计到2050年将会超过70%(徐振强等,2014);2020年,我国常住人口城镇化率将达到60%左右,户籍人口城镇化率将达到45%左右;至2030年,我国将有超过70%的人口居住在城市,城市人口总数超过10亿,城市对国内生产总值的贡献率将达到75%。
城市是一个复杂的人工生态系统,具备极高的人口和社会经济活动聚集度。城市生命线系统是维系和保证城市正常运转的系统综合体,主要包括能源系统、供/排水系统、交通运输系统和通讯系统四种物质、能量和信息的传播系统(Duke、肖光先,1983;童林旭,2000)。由于城市内部原有的自然环境受到强烈的人工改造,因此抗干扰和自然修复能力较弱,尤其是一些特大城市的选址和建设极易受到气候变化带来的不利影响,致使气候变化的直接和间接影响都会被加倍放大(王迎春等,2009;尤建新等,2006)。城市生命线系统的安全性直接关乎城市生产建设的正常运行。随着我国经济的快速发展、城镇化进程的加速推进和城市规模的不断扩张,我国城市的发展对城市生命线系统的依赖程度也越来越高。与此同时,交通堵塞、资源短缺、环境污染、生态破坏等“城市病”日益蔓延,也对我国城市抵御气候变化不利影响的能力和管理
水平提出更高要求。
气候变化及其引发的一系列极端气候事件会影响城市生命线系统的正常运转,严重时可能导致城市生命线系统重大事故的发生,或引发火灾等次生灾害,危及城市的正常运作。常见的具有破坏性的极端天气事件主要包括干旱、热浪、短时强降雪/降雨、暴雨、低温冰冻、严重雾霾、台风和风暴潮等。气候变化能够从危害的规模和发生的频次这两个层面,对城市生命线系统造成不利影响。一是极端气候事件的规模增加,或多种气候事件产生协同效应,可能在短时间内严重侵占城市生命线系统的运行空间,迅速导致城市生命线系统的满负荷甚至超负荷运作,导致系统崩溃。例如,气候变暖与城市热岛效应叠加,可能加剧高温、热浪等城市极端天气的发生,引发城市用电负荷和用水量激增;城市风速降低和城市热岛效应使得城市污染物扩散能力减弱、扩散条件变差,增加了大气污染天气的持续时间和严重程度。二是愈发频繁出现的极端气候事件,提升了城市生命线系统发生事故的概率,可能引发严重的生命线系统事故和城市灾害。例如,气候变化可能导致某些区域内的洪水风险增加,或强降水事件数量增加,这将导致城市排水系统长期超负荷运行,暴露出部分城市储水排涝设备负荷设计不足、年久失修等设计标准、运维和管理缺陷(IPCC,2013)。因此,城市积极适应气候变化,尽可能减小气候变化对城市生命线系统带来的不利影响,对保证经济社会的持续健康发展具有十分重要的现实意义。
三、城市适应气候变化的影响因素
作为人类生产生活和经济活动的重要载体,城市的正常健康运作是人类生存和发展的基本前提。有效甄别城市面临的不同类型的气候变化领域的灾害及其影响,分析其对城市各项生命线系统形成的潜在影响,针对性地开展城市适应气候变化研究工作,强化适应气候变化决策科学基础,是支撑我国开展城市适应气候变化行动、减小气候变化对城市带来不利影响的重要技术力量。
本文以尽可能减小气候变化对城市生命线系统的不利影响为基本目标,以水分因子、温度因子、气流因子等影响城市适应性的因素为分类依据,将我国主要城市在适应气候变化领域面临的突出问题初步归纳为以下三大类(王迎春等,2009)。
(1)水分因素:包括暴雨(强降雨)和干旱。其中,暴雨、局地强降雨事件,常常引发洪水或城市内涝,导致局部交通中断,并可能间接影响城市水质,增加疾病通过水体传播的几率;城市水资源短缺或干旱事件,再加上持续的、大规模的人口增长和城市扩张,导致城市工业和生活用水对水资源需求的巨额增长,缺口不断加大,危及城市用水安全,甚至可能引发人口迁移。对于沿海城市来说,水分因素的影响还可能包括海平面上升引发的海水入侵。其中,海平面上升将使沿海地区风暴潮更为频繁,并加剧洪涝灾害,侵蚀沿海低地和海岸,使滨海地区用水受
到污染、土壤盐渍化,减弱沿岸防护堤坝的能力,加剧河口海水倒灌。
(2)温度因素:包括高温热浪、低温冰冻和冰雪灾害。其中,高温热浪天气可导致城市用水和制冷能耗激增,并可促进各种次级大气污染物的产生和传染病的传播,危害城市居民健康;低温冰冻、冰雪灾害和霜冻,将导致生活采暖需求不稳定,还可破坏电力和供水管网并导致停电和供水中断,危及多个城市生命线系统。
(3)气流因素:包括台风、沿海城市风暴潮等天气。强风极端天气可导致城市内涝,可造成城市建筑物或绿化林受损和倒塌、伤及行人,甚至损坏电线杆、高压铁塔等供电系统设施,引发沿海城市大风翻船事故等。