孝感市园区气候可行性论证服务的意义与发展趋势

周 然，阮 帆，吴君涛，敖银银

1.湖北省孝感市气象局，湖北孝感 432000；2.湖北省公众气象服务中心，湖北武汉 430074

在我国城镇化、工业化快速发展的背景下，城市生态建设是应对全球气候变化的重要手段。在这一点上，除提倡低碳的生产生活方式、减少排放外，还可以将气象要素纳入城市规划、园区建设、重大工程建设，并对其产生的污染进行评估，从而减少因气候变化引起的自然灾害带来的损失。通过对与气候状况紧密联系的规划、建设工程的气候适宜性、风险性及其对当地气候的影响进行分析、评价，可以避免或减缓规划和建设项目实施过程中受气象灾害、气候变化的影响。根据孝感区域的特征，园区气候可行性论证是对与气候状况有紧密联系的项目气候适宜性、风险性及其对当地气候影响的分析评估。要重视气候对城市规划、园区建设及建设工程的限制与影响，还要考虑规划执行后，以及工程完工后对周围环境的影响。

1 气候可行性论证服务的概述

1.1 气候可行性论证的内容

气候可行性研究包括论证气候资源和气候影响。气候资源是在保护和可持续发展的条件下，可持续利用的可再生资源，包括太阳能、降水、热能、风能、空气中的氧气、氢气以及负离子。气候资源论证主要基于人们如何使用和利用资源，气候资源对不同的生产方法可能具有不同的价值。

气候影响的论证分为宏观气候和微观气候论点，以及气象灾害概率的计算。气候影响的宏观气候论证主要体现为对气候生态系统生产能力的分析，而微观气候论证则涉及与特定人类活动相关项目的进行论证。大型工程项目的实施环境与选址、设计、施工、运营阶段的天气气候密切相关。因此，在项目选址时，有必要考虑项目对环境的潜在影响。例如：当地的气象条件是否有助于污染物的分散和稀释，以及污染源。

在综合考虑不同建设项目与气候条件关系的基础上，将大型建设项目的气候可行性研究分为6个方面：第一，调查基本情况调查。研究项目周围地区的地形特征，收集项目所在地及其最近气象站的经度、纬度和海拔数据，研究项目对大气环境的影响和对气候信息的需求。第二，气候分析。利用过去5～10年的区域气象数据，分析每个月、季节、年份的气象要素变化特征，如温度、降水量、湿度、风向、日照、蒸发、暴雨日、刮风日等等。第三，评估气候灾害的影响。通常项目区的气象站用于在项目论证前建站，分析暴雨、高温、低温、强风、台风、冰雹等气象灾害的频率和集中期，以及历史极端事件及其引发的灾害。第四，极端气候值的计算可以在项目论证前在项目区域建设气象站，并利用P-E分布或E型极端概率分布函数计算多年来发生的极值。第五，分析污染气象条件。项目区最近5～10年的数据可用于分析当地月份、季节、年污染系数和大气稳定性、混合厚度、复合频率等特点。第六，根据工程特点，提出预防或减轻气象灾害影响的具体对策和措施。

1.2 气候可行性论证的必要性

气候在大规模工程项目中发挥着关键作用，因为它主要在更集成、更复杂的环境条件下实地工作。大型项目一旦完成并投入运行，可能遭受各种极端天气和气候灾害，造成严重后果。加强大型项目气候示范，确保项目建设和运营安全，能够减轻气象灾害对大型项目的影响，进一步提高项目应对各种气象灾害的能力。

建筑和运营过程对天气和气候的敏感性体现在大气环境、天气和气候等方面，并直接影响建筑原材料的质量与数量、施工工艺、运输、劳动力成本、附加值。城市、工厂、办公室和住宅的设计方案、建筑材料和日常维护必须基于真实工作环境的适用性和人类舒适度，充分结合气象环境资源进行控制和调整，充分发挥大气环境作为室内环境主要调节因子的作用[1]。

2 气候可行性论证服务的原则与要求

2.1 气候灾害评估的原则

由于孝感市气象站的距离及其地理和环境条件（如地形、地形、土地使用）的差异可能会影响气象数据的准确性，因此，必须监测建筑工地的气候条件，以确保其在建筑项目中的科学应用。气候监测通常应遵循以下原则。

（1）重点原则：气候监测应具有明确的目标，监测任务应以监测目标为基础，监测的对象、范围、时限和方法应仅限于监测过程中需要解决的问题，否则监测将是盲目的。

（2）典型原则：在监测区域，测量点的选择应是监测任务的典型选择。这些地点应反映孝感市气候的一般特征和具体气候特征及其普遍性。

（3）可持续性原则：这一原则要求要监测的项目和监测时间表、监测方法、检测文件尽可能与当地气象站保持一致，至少部分一致。目标是确保监测数据与气象台站数据的可比性，便利数据分析，提高气候监测数据的价值。

（4）区分原则：在监测过程中，监测项目（特别是优先项目）应充分反映范围内不同条件的气候特征。

2.2 气候灾害评估的要求

气候灾害包括极为罕见的气候事件，如多年未发生过的大雨、超过往年数据的最高风速等。此类自然灾害的特点是重复时间长、发生频率低，但一旦发生，可能造成的伤害通常是毁灭性的。对此类灾害中恶劣天气条件的外推是一些大型项目的基础。另一种气候灾害是极端气象现象，如寒潮、风雹和干旱，这些现象相对频繁，可能对工业、农业生产和人民生活造成破坏和影响。

气候灾害评估的目的是了解和管理气候灾害风险的类型、范围和程度，对气候和生态条件的利弊进行初步评估，评估可能导致气候灾害的建筑项目的风险，划分气候灾害易发区，为项目建设提供防灾减灾基础。主要要求如下：确定气候灾害的类型、规模、传播特征、气候和环境条件及其成因，并评估其稳定性和风险，即评估气候灾害的状况。根据项目的规模和位置分析、预测建筑项目对气候环境的影响，以评估其是否可能导致新的气候灾害，以及项目本身引发气候灾害的风险，这是一个预测的气候灾难评估。划分气候灾害风险区域，评估建设项目的适用性，对气候灾害进行全面评估。

2.3 污染气象条件分析

大气污染由3个环节组成，即空气污染物从污染源排放，通过运输至大气中传播，到达污染对象。空气和大气污染过程中的每一个环节都取决于气象条件。影响空气污染物迁移和稀释的最重要因素是2个气象因素：风、湍流、温度层。污染气象条件分析的主要要求包括：研究和分析施工现场附近气象站现有的常规气象数据，包括研究地面气象数据和航空气象数据，其中，地面气象数据调查的内容包括年度、季度（周期）地球温度、降雨量、风和大气稳定性；航空气象数据调查包括风剖面、温度剖面和混合物厚度剖面；收集和统计现有的实验数据或有关边界大气平均场和大气湍流扩散的经验数据；对大气边界层场平均参数进行现场观测；扩散参数的计算和模拟验证[2]。

3 气候可行性论证服务的特点

气候可行性论证是一种高技术含量的科学服务，不同类型的气候可行性论证所需的技术手段迥异。从气候服务的角度来看，它包含常规气候概况、极端最高（低）气温、极端降水量、极端风速，以及热带气旋、龙卷风等气象灾害。其中，极端气象现象和极端气象参数对工程设计具有非常重要的意义。气象部门在保证数据的完整性和准确率、数据的处理能力、数据综合分析的能力方面，都有着很强的专业性，其严谨、细致、周到的服务获得了广大用户的好评。为了应对气候变化，许多正在建设中的大型项目都需要从设计、施工和运营等环节加强对气候变化的响应，以减少因气候变化带来的经济损失[3]。

4 气候可行性论证的实践

4.1 提高气候可行性论证业务能力和技术水平

4.1.1 构建工程气象探测体系 针对性强、适应性强的工程气象观测是开展气候可行性研究的重要依据。在重大项目的气候可行性分析中，传统的气象站资料常常无法满足需要。比如：一个气象台仅能测量到10 m高度的风速，而许多建筑高度可达数百米，按规范规定的风速值计算时，会出现较大的误差。桥梁、大型风电机组等可弯曲建筑物，都要考虑到阵风和三向脉冲风对其产生的影响，这是传统气象站所不具备的。输电线路、路面、风电场等都要考虑结冰、凝冻，而现有的气象观测资料对结冰、凝冻的研究基本处于空白。针对局部地区（尤其是地形复杂地区）的中小尺度极端天气（如台风、龙卷风和飓风），必须在固定的时段进行短时观测，或通过固定的观测方式，获得具有实用价值的基本数据。

4.1.2 采用先进的气象专业技术 以风电场建设为例，大型风电场通常在数十平方公里乃至数百平方公里范围内布置数百、数千个风机，但全部风机均采用相同的抗风设计。为保证其安全性，通常采用更为可靠的取值方法。高精度的数值仿真技术是实现由“点评估”向“场评估”的一种有效方法，并在风力发电领域取得了一定的进展。

中国气象服务中心已经建立了一套符合中国地形、气候特点的风力发电数值仿真系统，并绘制出了中国150 m以下海陆、陆上、海面等不同高度的风力发电数据，但目前尚未建立起适用于该地区的最大风速50年一遇的风力发电模型，对该地区的风力发电能力进行了评估。为了适应我国发展分布式风力发电的需求，中国气象服务中心研制了一套高达200 m的分布式风力发电仿真与评价系统。高精度的数值仿真技术是分析复杂地貌条件下的风场分布和风能资源评价的重要手段[4]。

4.2 城市规划气候可行性论证

随着人口的不断增加和城镇化的不断推进，城市成为了一个快速扩张的“聚集地”，同时也带来了诸如热岛、环境污染、交通拥堵等一系列问题。因此，如何科学、合理地进行城市规划和建设，使其实现可持续发展成为当前迫切需要解决的问题。

近年来，将气象环境领域的前沿研究成果融入城市规划，并在特定的实际应用中加以创新地诠释和吸收，弥补了当前城市规划中相对较弱的量化技术条件，从而进一步丰富和完善了现有的城市规划理论和方法。在进行规划前，对城市现状进行分析，并对其进行初步的规划设计，在进行规划时，通过量化的方法评价原有的规划方案，并根据评价结果，修正规划的布局和范围。最后，通过对各规划项目实施后的量化评价，为各项目的优选提供科学的依据，这样可以使城市的规划与设计更加科学[5]。

4.3 重大工程气候可行性论证

重大工程的气候可行性论证指的是在重大工程建设过程中，应将气候可行性和气象灾害的风险性相结合，展开气候可行性论证和灾害风险评估，从而避免并减轻气象灾害、气候变化对重要设施和工程项目的影响，以及工程完成后对当地气候造成的影响。即在某一工程实施之前，要对本地气候进行评估，以确定其是否适合实施，对其造成的影响有多大等。

5 气候可行性论证的发展趋势

当前，我国在将气候可行性论证纳入环境影响评价的实际工作中，主要表现为：在战略环境影响评价层面上，对环境影响评价的研究还没有取得很大进展；在规划部门、企业等方面，对国家的相关要求没有统一的认识。从目前的情况来看，在环境影响评价中，气候可行性评价在我国尚有较大的发展空间。在今后的研究中，需要对其进行系统的研究，并形成一套较为完善的、专业的评估体系。在今后的发展中，需从国家的经济发展需求出发，重点关注4个问题：

第一，专业化。在工程建设过程中，无论是政府还是施工方都十分重视经济效益和投资，而在确保安全的前提下，如何利用科学的气候可行性论证为项目算好经济账，这是一项具有较强专业性的工作，需要具备扎实、系统的气象专业知识、丰富的实践经验、气象部门内部协作。

第二，发展标准化。要逐渐改变目前国内有关标准、规范仍然使用过时气象资料的现象，及时对有关标准、规范进行补充、修改。在城市规划与建设过程中，要有效保护气象站点周围的环境，确保气象站点观测数据的精度与连续性，为相关工程标准与规范的制订奠定坚实的基础。

第三，以需求为导向的开发理念。现代工程建设和经济发展更加注重安全性、经济性、与生态的协调性，因此，建立长期的、先进的工程天气监测网络，开发高精度的大气边界层监测技术（如激光雷达、超声等），是当前迫切需要解决的问题。为得到更为精确的资料，要结合当地的气候特征、灾害天气特征，设置专门的气象监测系统。

第四，国家对其进行指导与扶持。只有在政府的大力支持下，才能进一步提升气候可行性论证的技术与能力，因此，政府主管部门应在项目建设过程中，在项目建设与专业机构之间架起一座交流的桥梁，使其更好地为国家的经济与社会的发展提供服务[6]。

6 结束语

在进行建筑或工程的选址、规划、设计建设前，首先，要考量当地气候和灾害性气象因素的影响，以确保建筑抗风、防雨、保温、通风等功能的可行性和可靠性。目前，在全球气候变化的情况下，对重大工程进行气候适宜性的论证，要考虑到建设项目对区域气候的影响。例如，三峡工程竣工之后，有关部门就开始针对其对区域气候的影响进行了监控和评价。为贯彻党中央、国务院的科学发展观，提升我国气象防灾减灾和应对气候变化的能力，依据《中华人民共和国气象法》及中国气象局18号公告《气候可行性论证管理办法》，对我国城镇规划与建设项目相关的政策、法规及标准进行了研究。气象部门应加大对城市建设的气候可行性论证、城市气象条件的跟踪监测与评估的研究力度，从而不断改进监测预警与服务体系，并对城市建设所带来的气象条件效应展开追踪分析和监测。