我國城市氣象災害的發生特征與防范重點
時間：2011-07-14 09:02:53
我國是世界上自然災害損失最嚴重的少數國家之一。隨著國民經濟持續高速發展、生產規模擴大和社會財富的積累，城市防災減災安排不能滿足經濟快速發展的需要，城市抵御諸如暴風雨雪等自然災害的能力正在逐漸減弱，城市變得越來越弱不禁風，自然災害損失呈快速上升趨勢。按1990年不變價格計算，自然災害造成的年均直接經濟損失為：20世紀50年代480億元，20世紀60年代570億元，20世紀70年代590億元，20世紀80年代690億元，20世紀90年代1500億元，進入21世紀已經超過了2000億元。
當前突發性氣象災害多發，一般氣象條件下城市災害嚴重，引起了黨中央國務院的高度重視，成為社會關注的熱點和焦點。初步研究認為，無論從意識角度還是從防災實踐看，我國對城市氣象災害的防范還存在很多需要深化的領域，如預報預警、應急預案與應急反應、應急管理與常態管理、信息收集處理與實時指揮、資源分散儲備與集中調度、避難空間規劃與日常管理、防災演練與社會救助等等，營造安全和諧的城市環境還面臨巨大壓力。本文重點分析城市氣象災害的發生特征和地區差異，依此提出當前各類城市氣象災害的防范重點。
一、突發性極端氣象災害形勢嚴峻，一般性氣象條件下城市災害嚴重，是當前城市氣象災害的基本特征
2006年6月22日，美國國家科學院氣候專家組在向國會提交的一份成果報告中指出，地球氣溫正處于至少400年來的最高點。地球變暖引發的突發性天氣增多，在世界范圍內導致了一系列重大災害事件，如印度洋海嘯、墨西哥灣颶風、莫桑比克大水，都造成了重大的人員傷亡和財產損失。這類極端氣象災害的突出特點是人類無法避免，只能被動防御，防御水平需要大量的投入產出和經濟社會環境效益分析作支撐。
人類通過長期與自然界打交道，已經熟悉了常規的氣象災害，一般是指特殊的氣候條件對工農業生產、人民生命財產、生活環境造成危害的災害現象，包括臺風、暴雨、暴雪、寒潮、冰凍、霜凍、低溫、大霧、龍卷風、大風、沙塵暴、高溫、干旱、雷電、冰雹等天氣氣候事件，造成人員傷亡、財產損失，產生社會影響乃至危及公共安全。
除了上述兩種情況，城市氣象災害還表現為常規的氣象災害導致次生災害，如崩塌、泥石流、滑坡等，甚至由于工程處理不當造成一般性氣象條件下發生城市災害，如北京的一場小雪導致交通大面積癱瘓，一場持續并不很長的暴雨導致交通癱瘓等。
二、城市氣象災害發生與城市發展背景和城市系統的復雜性密切相關
中國城市正經歷著世界上規模最大、最劇烈的人與環境關系的演變過程，這個過程一方面為人們積累了大量財富，另一方面也正在威脅著人類的生命安全。在城市生命線系統變得越來越龐大的同時，城市自然生態系統正在被蠶食，雙向作用使城市變得越來越脆弱，支撐生產生活活動的能力在減小，城市生態安全承受著巨大壓力。
官方統計表明，我國城市化水平已經超過了40%，目前正處于城市化高速發展階段，伴隨城市數量和城市規模的迅速擴大，各城市經歷了快速建設和超越發展的過程。如不透水地面大面積蔓延，有的城市建成區面積的77%以上為不透水地面，阻斷了水和汽的自然循環路徑，造成瞬間暴雨產流，迅速匯水到下水管道，排不及時就造成內澇，進而影響交通出行。再如一些超大規模的建筑和構筑物在很多城市，特別是大城市紛紛建設，由于超過現行的規范和標準，無法判斷其安全性和長久穩定性，為保證城市的基本安全，特別是在極端氣候條件下的安全性畫上了一個問號，加上城市的交通、能源、通信、水利等方面基礎設施與大型項目的運行越來越高度關聯，一個環節發生事故可能因多米諾效應導致全城癱瘓。因此，城市系統的復雜性在改善城市經濟發展環境和人民群眾生活條件的同時，也正在使城市所面臨的防災安全局面日益嚴峻。
災害研究表明，在經濟建設快速發展時期建造的工程結構薄弱環節較多，因各種災害造成的破壞往往比較嚴重。一個最好的例子就是日本阪神地震，日本是世界上防災意識和防災措施最到位的國家，在阪神地震中，凡是經濟建設快速發展時期建造的工程都塌垮了，而經濟平穩發展階段建造的工程不同程度地得以保留，有的功能完好無損。因此，我們可以認為，城市發展階段和背景與城市抵御災害的能力有相關關系，隨著我國城市化進入快速發展階段，我國的城市防災也必須進入關鍵階段，從歷史的角度和現實的災害發展方向去把握防災防范重點。
三、從系統角度認識氣象災害的特征和城市氣象災害的特殊性
隨著國民經濟的發展，城市的不斷新建和擴建，城市人口的不斷增加，使城市環境與氣候發生了很大變化，使得城市氣象災害的發生和影響表現出新的特點，其主要特征是：由于城市人口集中、財產密集，一旦發生氣象災害，其受災的經濟損失相對較大；城市更易發生與氣象災害有關的次生災害（火災、空氣污染及傳染病流行等）；城市的一些公共設施有可能成為新災源。因此我們必須認清城市氣象災害的系統性和關聯性特點，采取針對性的防御對策，才能減輕城市氣象災害損失。
在所有城市災害中，氣象災害是發生次數最多、頻率最高、損失也最大的災種。這與我國的地理狀況有十分密切的關系，我國國土面積約為960萬平方公里，地勢西高東低，從西向東形成三個臺階，地形復雜多樣。這種復雜的地形造成了我國氣候條件的多樣性，復雜的地理條件和復雜的氣候條件使我國成為世界上氣象災害種類多、災情嚴重的國家之一。而我國人口眾多，為世界上人口最多的國家，人類的活動又加劇了氣象災害并造成新的氣象災害，如酸雨和大氣污染。因此，我國的氣象災害具有明顯的季節性、連鎖性、多樣性、損失重的特點，直接影響工農業生產、交通運輸、城市供電和生命財產安全，一次嚴重的氣象災害，有可能使城市的發展停滯若干年。
無論從理論上還是從實踐看，對氣象災害的防范主要是采取被動措施，一方面提高突發性天氣的預報和預警發布水平，使社會公眾及時獲得預警信息，最大限度地減少損失；另一方面，提前做好防災準備，貫徹政府主導、社會動員的原則，通過制度設定、技術支撐、物質準備，提高城市氣象災害的防范能力。
四、城市氣象災害的防范原則和重點
如前所述，由于我國氣象災害種類多、頻率高、季節性強、影響范圍廣、地區差異明顯，各城市防范氣象災害的首要原則是因地制宜。
我國很多城市都有悠久的歷史，即使新建城市也有幾年的風雨經歷，對城市及其腹地的災害情況進行細致的分析，可以提出一套切實可行的防范方案，特別需要指出的是對本城市已經制定的應急預案要做實事求是地分析，由于預案編制的時間要求和其他一些考慮，很多城市的應急預案是一級一級拷貝過來的，有的甚至是改個名字套用，針對性和本地性較差，需要根據實際情況進一步深入分析和細化才能真正有效。預案本地化之后一定要擇時進行演練，可以全城范圍演練，也可以分區域輪流進行，對應急反應所有系統進行測試，特別注意部門間配合、技術人員與管理人員配合、分散物資儲備的集中調度整合、政府力量與社會力量配合等。
城市的地理位置不同，氣候條件各異，不同城市的不同氣象災害種類有各自的防范重點。
1．城市暴雨
城市暴雨導致的災害是重要的氣象災害，暴雨對城市安全產生的威脅主要來自于城市排水系統的失效，導致洪水沖毀道路、輸電線路等設施，中斷城市的運輸、供水供電等。在城市特定的下墊面，如杭州、蘇州等，內河水系發達，汛期如遇暴雨、連陰雨，加之地勢低洼，下游排水頂托，易發生洪澇災害和大面積浸漬，使交通癱瘓，影響城市正常運轉和市民正常生活，大量物資被浸泡受損，企業停產，甚至引發疫情暴發和流行等。如果城市有河流穿越，還可能受到上游暴雨或洪水的影響，沿海城市還有可能與海水倒灌相疊加。
因此，對城市暴雨的防范，依據所處不同地理位置應該區別對待，非沿河沿海城市應該重視雨水的收集和利用工作，盡量保證城市透水地面的比例，將暴雨轉化為地下水資源，同時減輕排水系統的壓力和污水處理廠的壓力；沿河城市要注意利用河流的泄洪能力，同時增加城市透水地面的比例，凈化和轉化地表水和降水，豐富地下水資源，合理設置排水系統，使各類資源得到充分利用；沿海城市要特別預防海水倒灌，收集和利用天然降水，合理利用和保護淡水資源，同時注意污水的收集與處理，防止地表地下水和海水污染；河網上的城市除了以上防范措施外，要注意加快河網水流速度，更新內河水體，保證河流水體質量，必要時利用工程措施引水和排澇，根本上還要加快內河及岸邊生態修復步伐，盡快改善水質環境。
2．城市大霧
霧是由空氣中水汽凝結或凝華而成，對能見度產生很大影響。霧出現時，地面風速一般較小，近地面氣層穩定，不利于污染物擴散和稀釋。如果伴隨連續數日的霧霾天氣，大氣污染將造成對城市居民工作和生活的嚴重影響。由于大霧能見度差，交通、航空受到很大影響。北京首都國際機場就因大霧多次關閉，最長曾關閉30多個小時，影響客運、貨運250架次，滯留旅客1.6萬人。由于空氣濕度大，濃霧中含有較多的污染物質，結露在輸變電設備的表層，致使設備絕緣能力迅速下降，有時會出現線路閃絡、微機失控、開關跳閘，從而發生停電、斷電故障，造成嚴重經濟損失和政治影響。如1990年2月16日至19日，北京連續4天大霧彌漫，電網發生嚴重的大面積“污閃”事故。華北電網向北京供電的8條高壓輸電線路中，有6條高壓輸電線路相繼掉閘斷電，同時市內電網有12條高壓線路先后掉閘斷電，8個樞紐變電站發生故障，嚴重影響城市生產生活。大霧還可能影響微波及衛星通訊，使其信號銳減、雜音增大、通訊質量下降。
城市大霧的根本防范是增加植被覆蓋率，創造近自然下墊面，減少污染物排放，改善空氣質量；暫時措施就是加強巡檢和防范，提高可能發生危險的設施設備的抗災能力。
3．沿海風暴潮
風暴潮是海洋災害的一種類型。風暴潮是由臺風、溫帶氣旋、冷鋒的強風作用和氣壓驟變等強烈的天氣系統引起的海面異常升降現象，又稱風暴增水或氣象海嘯。風暴潮是一種重力長波，周期從數小時至數天不等，介于地震海嘯和低頻的海洋潮汐之間，振幅（即風暴潮的潮高）一般數米，最大可達二三千米。它是一種沿海城市經常面臨的自然災害，與相伴的狂風巨浪可釀成更大災害，可以危及自岸向陸廣大縱深地區城鄉經濟及人民生命財產的安全，使影響所及的濱海區域潮水暴漲，沖毀海堤海塘，吞噬碼頭、工廠、城鎮和村莊，造成巨大災難。通常把風暴潮分為溫帶氣旋引起的溫帶風暴潮（如中國北方海區）和熱帶風暴（臺風）引起的熱帶暴潮（如中國東南沿海）兩類。
世界上絕大多數因強風暴引起的特大海岸災害都是由風暴潮造成的。2006年8月10日，“桑美”登陸我國沿海內陸，“桑美”比1956年12號強臺風還要強，通過風暴潮數值預報系統測算，它引起的增水接近4米。如果正好遇上高達5米的天文高潮，二者疊加成9米高的巨浪，后果不堪設想。好在“桑美”登陸與天文高潮錯開，沒有形成沿海大面積風暴潮災害。但是福建的個別地區還是遭到了風暴潮的重創，其中,寧德死亡227人，失蹤157人；福鼎沙埕港1萬只漁船重創，1000多只損毀，400多只沉沒，死亡208人。美國墨西哥灣新奧爾良的全城覆沒也是對颶風等級估計不足和水庫垮壩不以為然造成的。
這個教訓啟示我們，沿海城市極端氣象災害正在出現，如海平面大幅度異常性下降，使海灘裸露，也可形成“負風暴潮”災害。風暴潮影響的范圍一般幾十至上千公里,持續時間1小時～100小時。我國海岸帶跨越幾大氣候帶，是風暴潮災多發的國家，是世界上受風暴潮危害最嚴重的3個國家之一。每年登陸中國或在中國近海經過的臺風總在10個以上，所產生的風暴潮也在10次以上，風暴潮災害作為沿海最主要的災害形式是我們防范的重點。
防范措施必須把握以下特點：一是大的風暴潮災害都是由于臺風影響造成的，二是重災區主要發生在沿河、沿海城市河口地區和市中心區，三是災害隨著防潮設施防御能力提高而減輕，隨地面的下沉而加重，四是隨著海平面的上升潮位不斷抬高，內河上游地區的潮災逐漸加重。
4．城市大風
城市高層建筑的狹管效應和城市下墊面的改變使局部風速增大，一些公共設施成為城市大風的新災源。如廣告牌倒塌、簡易房倒塌、輸變電路刮斷、溫室大棚頂蓋吹翻、大樹折斷、信號燈和交通指示牌翻倒等，導致砸死、壓傷行人，大面積停電斷水，交通受阻等。1992年4月9日11級大風使北京市40多處廣告牌被摧毀。
這類災害正在成為城市新的氣象災害，隨著玻璃幕墻的大面積使用和貼面磚的壽終正寢，表現出設施傷人的人為災害特征。其防范重點是檢查敦促設施的防風設計，特別是臨時廣告位審查中要特別審查其抗風等級和剪切允許荷載，在指示牌、交通標志等專項設計中要特別提出防風設計要求，要盡量避免大樹移植，要處理好各類設施間的安全距離，防止因為連鎖反應導致災害升級。
5．城市沙塵暴
沙塵暴屬于風沙的一種。風沙包括沙塵暴（能見度小于1公里，大氣混濁）、揚沙（能見度在1~10公里之間，大氣混濁）、浮塵（是塵土均勻地浮游在空中、使日色晦暗的大氣現象）。沙塵暴與大風關系密切，因風沙吹走地表土，卷入空中，與懸浮顆粒物組合，飄落到城市，形成城市沙塵暴，使城市上空能見度急劇下降，嚴重影響城市生產和人民生活。沙塵暴是荒漠化的主要結果之一，但研究也表明，城市大量的裸露地面和施工現場也貢獻頗多，不正確的環境保潔方式也使本來降落地面的塵土再次揚起，因此，沙塵暴的防治是一個需要區域協調的防范安排，三北防護林建設就是為了抑制北京沙塵暴的發生頻次，環京津風沙帶的治理就是一個生態補償機制和區域協調發展的范例。
五、結語
城市是一個各部分相互依賴的復雜巨系統，技術越復雜，系統越脆弱。和諧城市是和諧社會的基礎，城市安全是和諧城市的基礎，基礎設施和建筑安全是城市安全的基礎。全面建設小康社會，就是在綜合國力和國際競爭力明顯增強的同時，使社會更加和諧，人民生活更加殷實，人的生命價值越來越受到重視。增強全社會防御各類災害的能力，從而大大減少未來可能發生災害造成的人員傷亡，是小康社會的重要標志之一，也是政府“以人為本”執政理念的最好體現。這就要求我們從更高的層面上考慮問題，提高認識，加強引導，重在落實。
城市氣象災害的防范是城市綜合防災的一部分，氣象災害本身并不是我們的研究范圍，但是任何災害都對城市發展產生作用，所以我們必須以基礎設施運行安全和建構筑物安全為基石，統籌考慮綜合防災措施，綜合部署各類防災力量，提高城市與工程的綜合防災能力。具體而言就是以城市綜合防災規劃為龍頭，建立以工程設施和生命線系統抗災設防與運營安全為主線、相關部門攜手配合為輔助的城市建設綜合防災體系，全面開展城市抗災能力普查工作，摸清現有城市工程設施抗災能力底數，對不具備抗災能力的在役建筑和基礎設施進行加固改造，建立新建設施規劃、設計、施工、驗收、使用、維修等各個環節的安全評價制度，以重大建設工程和城市生命線系統為重點，依靠技術創新和科技進步，確保城市可持續發展，保障城市公共安全。
各地城市政府應該堅持統一領導、分級管理，上下聯動、屬地負責，密切協作、快速反應、高效處置的原則；重點落實因地制宜、區域相應，部門聯動、按責分工，資源整合、信息共享，互相配合、社會參與，發揮防災減災的綜合效益。(建設部政策研究中心課題組)
