城市管理呼喚“氣候意識”
連日來,全球多地出現極端天氣。伊拉克巴士拉最高氣溫超過51℃,希臘高溫數據達到有記錄以來的最高水平。在處于冬季的南半球,智利北部科金博地區迎來了37℃的最熱冬天。
幾個月前,聯合國政府間氣候變化專門委員會發布了《第六次評估報告綜合報告:氣候變化2023》。對此,中國氣象局相關負責人表示,該報告中需要關注的第一點是人為溫室氣體排放持續上升,造成的氣候變化對人類社會和自然界產生廣泛而深遠的影響。20世紀70年代以來,熱浪、強降水、干旱和臺風等極端事件呈現出頻發、強發、并發的特征,并且還將持續,跨行業、跨區域的復合型氣候變化風險增多且更加難以管理。
從全球范圍來看,應對氣候變化的針對性措施主要包括減少溫室氣體排放、推進低碳技術和低碳理念的推廣,這是一項長期而必要的舉措。
而近在眼前的是,全球變暖已不可逆轉,由此引發的極端天氣越來越頻繁,直接影響到人類社會的生產、生活。這一趨勢之下,人口集聚的城市在規劃、設計和運營時,如何更好地決策以應對氣候變化?這方面的探索和實踐現實而迫切。
強化“氣候意識”,加強氣候變化和極端天氣現象的適應性策略研究,源自短期內應對天氣災害的需要,也是城市中長期可持續發展的戰略選擇。
建立具有“地方特色”的氣候監測指標圖譜
近年來,全球對氣候變化適應性的討論日益增多,尤其是2005年卡特里娜颶風重創美國新奧爾良市后,人們對氣候變化的潛在影響更加重視。相關適應性策略成為美國各部門、組織、學界以及個人研究和討論的熱點。
雖然氣候變化的不確定性限制了預測的精準程度,但建立一套比較完善的監測體系有助于從大量的偶然性因素中提取必然性因素,找到氣候變化的規律。以紐約市為例,該市已建立起一套細致且具有地方特色的氣候監測指標圖譜。
整個監測體系主要由氣候、極端事件和基礎設施這三大類指標構成。每類指標下包含更加具體的細分指標。根據監測對象的發生頻率和范圍可以將“氣候”指標分為區域氣候指標和泛區域氣候指標兩類,這兩類指標所監測的對象是氣候變化的基礎指標,如溫度、降水、水位等。“極端事件”指標監測的是熱浪的頻度及強度、降雨引發的洪水事件等。“基礎設施”指標監測的是下水道溢出事件、洪水引發的破壞、與氣候相關的停電等直接影響;該指標同時監測生態系統變化等間接影響。
值得一提的是,這些指標并不適用于所有城市,紐約市提出的指標是根據自身監測需求設計的。對這個沿海城市而言,所有氣候變化因素中,海平面上升及由此引發的海岸洪水和風暴構成對城市生活和環境最嚴峻的挑戰。它不僅侵蝕城市的淡水資源、破壞海灘和鹽沼,還破壞大橋、碼頭和海洋轉運站的服務能力,損耗雨污管道系統等基礎設施。對此,紐約市特別選取了全球熱膨脹、本地地面沉降、冰川融水、本地水面高程這四項衡量區域海平面上升情況的指標作為重點監測對象。
建立全面并符合地方需求的監測指標系統,是城市主動應對氣候變化的第一步。一張紐約市及周邊地區氣候變化對通信、能源、交通、廢物和水利設施等部門可能帶來影響的細分圖表已經完成。
例如,在降水有關的極端天氣事件中,分為三種情況。
“更多的年降水量”情況下,通信基礎設施中斷和維護需求增加;能源基礎設施中水電潛力利好,電廠排污能力降低,冷卻水治理費用增加,機械壽命減損;交通基礎設施中機械壽命減損,需要更頻繁使用水泵,水運設備受影響;廢物和水利設施中航道被污染,水庫水變得渾濁,清淤需求增多,維護需求增加。
“更劇烈的旱災”情況下,通信基礎設施機械壽命減損;交通基礎設施維護需求增加;廢物和水利設施中水庫運行受影響,植被壓力增加。
“更頻繁的暴雨”情況下,通信基礎設施中地下電纜和燃料罐浸水,管道破裂,地下設施可用性減少;能源基礎設施中排水系統超載,磨損增加;交通延誤、事故發生頻率增加;廢物和水利設施中更多排水系統超載,富營養化和刺激性氣體出現,細菌和寄生蟲問題加劇。
這些有針對性的研究結果,告訴城市有必要重新考慮基礎設施的設計標準。
“韌性城市”抵御長期、短期和近期風險
當下,在城市規劃和管理中,氣候變化適應性規劃已不可或缺。
在研究領域,氣候變化適應性規劃的定義為:為緩解氣候變化的影響,自然界或人類社會系統對實際或預期的氣候變化的影響所做出的應對和調整。它主要從規劃、工程和管理維護三個方面對應長期、短期和近期三個不同的時間階段,尤其在城市規劃建設階段,充分考慮可預期的氣候變化長遠趨勢。
2011年,倫敦發布《城市氣候變化適應戰略——管理風險和增強韌性》規劃。該規劃在系統性評估氣候變化影響的基礎上,從經濟、環境、健康和基礎設施四個維度出發,圍繞預防、準備、響應和復原四個不同階段制定了相應措施,其目的是降低干旱、高溫和洪水三類極端氣候變化導致的自然災害對城市造成的不利影響。根據這一規劃,在過去的十多年間,倫敦布局了一套多機構應急基礎設施。
2020年2月,倫敦公布首份完整的“韌性城市”戰略,提出為實現城市的可持續發展,應系統性地提高城市的韌性。相比之前的行動計劃,韌性戰略考慮了突發災害的應對,也考慮了更加廣泛和長期的城市抗風險能力,思考如何應對這些風險,以及如何使城市和市民做好準備。
丹麥在規劃新地鐵線路及站點時,將未來海平面上升范圍作為重要參考因素。
美國邁阿密的情況比較特殊。這座人口稠密的城市地勢低洼,遭受著日益頻繁的洪水、不斷增強的熱帶風暴,以及極端降雨的侵襲。更為嚴峻的是,由于市區建于多孔石灰巖之上,濱海的邁阿密無法通過筑壩等常規手段來杜絕海平面上升帶來的洪水影響,因為特殊的城市“地基”會令海水直接涌出街道。往年多次大潮之下,類似情況已經發生。
為此,邁阿密耗資數億美元在濱海區域建設韌性基礎設施“Rising Above(抬升)”項目,其中涵蓋最新的工業水泵、高架街道和海堤,為未來30—50年的海平面上升及大潮做好準備。他們還嘗試恢復佛羅里達大沼澤地的淡水流量,希望能解決海水入侵后的城市飲用水供應問題。
也有專家提出暢想,為了維持更長久的人類宜居條件,這座城市需要更大的動作——推倒舊建筑,將邁阿密從物理上轉變為一個基礎設施相連、自給自足的高地,形成一片高架連接的區域。在這一激進的觀點中,傳統城市架構被打破,轉變為一種新的空間形態,當最終迎來海平面上升之際,“高架上的島嶼”將出現。
因地制宜尋找最佳策略
在亞洲,比較靠近赤道的新加坡于2017年推出應對極端高溫的國家級計劃——“冷卻新加坡”。作為一個濱海國家,這里海陸風交換頻繁,晝夜溫差大。經過評估與測算,“冷卻新加坡”計劃共提出86項具體建議。
其中包括用區域供冷系統(將冷凍水輸送到建筑物上,以冷卻空氣)取代空調;在建筑物表面涂上反光涂料;調整街道上的建筑要素,防止其成為阻礙海風的“走廊”。
研究人員發現,在街道內布置幾處高層塔樓后,平行流的風速提高了90%,溫度降低了1℃;垂直流動風速提高了10倍,溫度降低了1.1℃。由此,規劃部門在城市中心區域的建筑設計中有意識地提出要求,通過增加架空結構提升建筑區塊通透性,或增加特殊形態的高層建筑以獲得額外尾流,在該區域形成更多空氣交換和U形渦流。
計劃到2030年,新加坡將種植100萬棵樹。數量之外,對樹的品種也有要求,需要樹冠更大、能提供更大遮陽面積的樹種。
不過,類似措施并非放諸四海而皆準。專家認為,如果城市處于大陸季風氣候區域,雨熱同期,在夏季高溫高濕的環境下,大面積植被反而可能影響人群整體舒適度。
相較而言,意大利、西班牙和法國等國家一些城市的降溫策略是另一條路徑——不片面追求高綠地率,而是構建“城市冷島”系統,提高戶外空間的舒適性。
巴黎的做法是,當居民進行戶外活動時,盡量確保其短時間內就能找到一個“城市冷島”,據此連點成片,生成一張“城市冷島”地圖。
具體來說,市民堅持走7分鐘,就能到達可以供冷降溫的公交車站、公共建筑物、噴泉、飲水處以及公園等。