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气象,为城市规划寻找“最佳方案”
发表时间:2010年04月26日 09时40分46秒

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来源:《中国气象报》

 

英国伦敦雅典娜酒店外围的绿色垂直花园有8层楼高,其中包括260个品种、1.2万棵植物。这些植物完全根据环境需求来铺设,需要大量阳光的植物被置于上层,蕨类则多在底部。

 

让城更美、水更绿、空气更清新,城市规划部门不再“单兵作战”。近年来,气象部门的智囊作用正逐渐凸显——小到居家生活,为市民贴身打造人体舒适度等各种生活气象指数,大到给“城市病”把脉问诊,量身定制大气环境影响评估和城市气候可行性论证,气象科技正日益渗入城市的各个角落,使越来越多的城市生活变得更美好。

 

 

 

通风廊道

排出废浊之气

 

    “城市是人居住的,所以人的舒适度感非常重要。现在生活质量提高后,老百姓不但要求房子面积要大、周围环境要好,也开始考虑和重视气象条件了。”说起气象与城市生活这个话题,已经带领研究团队在全国四五十个城市做过大气环境影响评估和气候可行性分析的北京市气候中心主任郭文利打开了话匣子。

2005,杭州某房地产公司邀请浙江省气候中心和北京市气候中心,为其一小区项目布局规划进行大气环境影响评估。研究人员搜集了当地近30年的平均气象观测资料,并在小区现场实地观测气象数据,利用数值模式和流体力学软件进行气象条件的模拟,从温度场、风场、污染物影响及扩散能力等方面分析围合式、排列式等不同楼房布局的局地大气环境,综合评估不同方案对周围环境、空气污染和居民生活的影响。

一个月后,小区气象环境模拟结果出炉。 “我们给他们做了一些结论,这个小区内的风场、温度是怎样分布的,哪些楼层、朝向的风比较适宜,哪些方位的污染物扩散比较好等等。”郭文利说,这个根据科学计算得出的小区环境综合评估方案,以及它传递出的生态与人居环境意识,给开发商带来的不仅仅是经济效益。“后来,房地产公司自己透露了他们的 ‘机密’:北京卖房一般考虑朝向、楼层,在杭州卖房,除了考虑这些之外,当地还特别重视风。同样情况下,通风好卖价就高。开发商就是根据我们提供的数据,来确定不同房间的价位。”

 

城市绿肾

缓解热岛效益

 

南方大多数城市不是有湖泊,就是有河流,这是城市的灵气,也是极佳的降热资源。面对缺水,北京这样无海可望的内陆城市,灵动的城市水系显得弥足珍贵。能否通过改善城市水环境来降低热岛效应?

在历时1年的 “北京中心城地区湿地系统规划”的研究中,北京市气候中心的研究人员发现,“大地之肾”的湿地除了蓄水、调节径流、净化水质等作用外,对于调节局地气候,使局地气候趋于温和有着较明显的作用。湿地表面的水汽蒸发、热量交换以及植被的蒸腾作用等都会直接或间接地影响区域气候环境。

研究人员选取了玉渊潭公园、海淀公园、紫竹院公园自动观测站的观测数据,与天安门、西直门、公主坟、丽泽桥、车道沟五个没有水体地方的自动观测站数据进行比较,发现湿地附近的月平均气温和月平均最高气温平均较普通地区低0.10.4℃左右,湿地周边地区相对湿度较其它地区高10个百分点。 “这说明,湿地周围地区一般来说比其它地区气候相对温和湿润,湿地对城市增湿、降温具有较明显的作用,能够在一定程度上改善局地气候。 ”参与观测研究过程的北京市气候中心高级工程师轩春怡说。

    这一结论在北京市热岛状况遥感监测图上再次得到验证。记者看到监测图中热岛分布与城市建设规模基本一致,越往中心城区温度越高,同时一些小城镇也形成了孤立小热岛。但是在北京主城区这一成片的高温区域内,也意外出现了几处颜色显示不一样的小色块。轩春怡笑着解答了记者的疑问, “这是北海、中南海。这一带植被和水体比较多的地方,它们的地表温度较低。”

    根据北京市气候中心的研究成果,结合北京市热岛区的分布,北京市城市规划设计研究院对湿地系统规划方案进行了调整。规划提出,在2020年前,恢复历史上一条有名的内城护城河——前三门护城河,恢复这条河道可以有效缓解大栅栏地区的热岛效应。同时,确定在热岛区之一原首钢所在地建设一处水质净化用湿地。

“以前我们在做规划时对气象要素考虑的并不多,现在我们觉得应该更多地去考虑气候对整个城市的影响。其实我们做城市规划无非就是让城市更舒适,更安全。这种舒适不单单是视觉上的美观,更重要的是大气环境、温度、湿度各个方面舒适的程度,而这些应该是更为重要的。”北京市城市规划设计研究院工程师马洪涛说。

据马洪涛透露,在湿地规划项目之后,城建部门与气象部门开展了更多的合作,针对北京降雨分布不均导致城市沥涝较为严重的情况,去年他们还邀请北京市气候中心就北京市降雨分区和未来40年的降雨趋势进行了专项研究, “不单单是一个技术理念的支持,在数据上的支持也非常大。这些合作充分发挥了气候对城市建设的支撑作用,对于我们编制雨水排放规划、河道治理规划,指导整个城市雨水系统的建设是非常有帮助的。”

 

规划设计

引入气象因素

 

    事实上,小到一个社区和城市水系的布局,大到一个城市的规划,都离不开对气象条件的合理利用。合理地利用气象条件,可以减轻或者减缓城市发展本身带来的不利因素影响。

“一个城市所能容纳污染排放的能力,是由气象条件决定的。像成都、重庆等地,常年平均风速较小,不利于污染物扩散,所以大气容量低。我们通过计算大气容量,为城市规划服务。”当记者与国家气候中心研究员朱蓉聊到城市与气象这个话题时,她这样解释气象条件对城市发展的影响。

朱蓉向记者介绍了国家气候中心为天津市城市规划设计院做《天津市城市总体规划》大气环境影响评估时的情形。 “天津市到2020年的规划范围很大,哪些是工业区、哪些是居民区基本都设计好了。在这种情况下,我们实际上做的就是污染气象条件,也就是气象条件与污染物扩散之间的关系。比如风向下游地区所能承载的污染物就少,因为它不光自己要排放,还要接收上游来的污染。但光从气象角度来说大气环 ,没法操 。所以,我们就把城市不同地区所能允许的最大排放量算出来,就好操作了。政府在实施的时候,哪个地区 ,就裁撤哪个地 排污。”

    研究小组在天津 2020年规划图上以2公里乘2公里为标准,共画出了3600个网格。 “我们要提供给政府的就是每个网格的最大允许污染排放量。”朱蓉细致地向记者介绍了操作过程:首先研究人员要完整掌握天津全年8760个小时的温压湿风等气象数据以及每个网格内污染源的分布情况和政府所要求的污染浓度限制。然后,将这些参数输入数值预报模式,综合考虑气象条件影响和污染物浓度标准,计算得出每个网格的最大允许排放量,而最大允许排放量就是政府规划决策的重要依据之一。

“我们把得出的最大排放总量告诉规划部门,告诉他们哪些地方超标了,哪些地方还有多少余量。得到我们的建议之后,规划部门再根据其他单位的意见进行调整。比如,当时明确要建一个电厂,我们给他提供了几个安放的位置,最后,规划部门根据多方的意见决定建在大港区。然后我们根据调整后的规划图,再来做运算,重复第一遍的过程,看放到这个地方会有什么影响。算出来的结果显示,加这个工厂那个地区总排放量一下就超标了。后来,规划部门决定为电厂进行 98%的脱硫,才满足条件。” 朱蓉回忆说,当时机器需要连续运算两个星期,由于规划方案的反复调整,这样的运算进行了十次。

回忆起完成研究项目时的情景,朱蓉流露出自豪的神情,“我们前后花了一年时间做这个工作,为天津市政府控制污染提供了决策参考,天津市政府对我们的评价很高,因为我们提供的服务,给了他们一个可以实际操作的东西。”(记者 余晓芬 责任编辑 王博)