城市氣象災(zāi)害簡介分解.ppt

城市氣象災(zāi)害簡介 一 科研課題申報 撰寫并提交北京市科委2005年科研項目 課題 建議書 北京城市氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警技術(shù)研究 北京市自然科學(xué)基金 北京地區(qū)沙塵天氣地能見度數(shù)值預(yù)報研究 二 課題執(zhí)行情況 完成北京市科委 北京總體規(guī)劃中城市綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃研究 中氣象災(zāi)害子課題 北京城市氣象災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃研究 三 國內(nèi)外科研學(xué)術(shù)交流 美國馬里蘭大學(xué)大氣科學(xué)系張大林教授應(yīng)邀在中國氣象局北京城市氣象研究所8層學(xué)術(shù)廳作了 EmergencyResponse HazardsMitigationbytheUSFederalGovernment 的報告2004年6月24日下午2 00 美國馬里蘭大學(xué)氣象系金孟林博士應(yīng)邀來我所做了題為 DetectandsimulatelandsurfaceclimatebyusingMODISandNCARcommunitylandmodel 的學(xué)術(shù)報告 其他工作 參加中國氣象事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究第五卷部分內(nèi)容 增強國家可持續(xù)發(fā)展能力的工程建設(shè) 的 防災(zāi) 減災(zāi)工程 撰寫參加 大氣監(jiān)測自動化系統(tǒng)二期工程可行性研究報告 中 城市生態(tài)氣候監(jiān)測子系統(tǒng) 的編制根據(jù)北京市氣象局業(yè)務(wù)科技處的 關(guān)于展開風(fēng)沙流和塵沙流試驗觀測的通知 的要求 對采樣技術(shù)進(jìn)行指導(dǎo) 沙塵流觀測方法的制定 觀測數(shù)據(jù)的分析研究對7 10強降水過程進(jìn)行天氣分析總結(jié)與數(shù)值模擬 并進(jìn)行初步分析 城市氣象災(zāi)害研究室科研目標(biāo) 研究城市氣象災(zāi)害演變規(guī)律及其城市發(fā)展的相互關(guān)系 城市生命線系統(tǒng)和城市重大建設(shè)工程的氣象災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù) 城市氣象災(zāi)害防御對策和減災(zāi)工程技術(shù) 為城市可持續(xù)發(fā)展和城市綜合安全減災(zāi)管理提供氣象科學(xué)依據(jù) 科研內(nèi)容 1城市氣象災(zāi)害變化規(guī)律研究 重點研究城市化發(fā)展過程中 氣象災(zāi)害 干旱 瀝澇 雷電 大風(fēng) 大雪 高溫?zé)崂?低能見度等 的時空演變規(guī)律 包括城市規(guī)模與熱島效應(yīng) 城市下墊面變化對氣象災(zāi)害時空分布和強度演變的影響 城市災(zāi)害發(fā)生的氣象要素閾值 城市氣象災(zāi)害引發(fā)的次生災(zāi)害等 2城市氣象災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)研究研究城市發(fā)展規(guī)劃的氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險評估技術(shù) 城市生命線系統(tǒng)安全的氣象風(fēng)險評估技術(shù)以及重大城市建設(shè)工程的氣象風(fēng)險評估技術(shù) 探討城市惡劣氣象條件 致災(zāi)因子 與城市承災(zāi)體的統(tǒng)計關(guān)系 各種城市氣象災(zāi)害風(fēng)險評估方法和評估模型 氣象災(zāi)害與城市保險業(yè)管理等 3城市氣象災(zāi)害防御和減災(zāi)工程技術(shù)研究研究人工增雨 防雷 消霧和高溫防御新技術(shù)及其應(yīng)用試驗 城市氣象災(zāi)害預(yù)警和防御效果客觀評價方法 氣象災(zāi)害應(yīng)急對策 城市綜合安全減災(zāi)管理技術(shù) 北京城市氣象災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)研究 一 北京城市面臨的氣象災(zāi)害背景北京是我國的首都 是千年古都和歷史文化名城 又是全國的政治中心和文化中心 但是北京由于其特殊的地理位置 各種自然災(zāi)害發(fā)生頻繁 尢其是隨著城市化進(jìn)程的加快 人口高度集中 建筑物高度密集 人們對水 電 氣以及道路橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的依賴程度越來越高 各種自然災(zāi)害對城市的破壞性及造成的損失也愈來愈重 北京市面臨的氣象災(zāi)害主要有干旱 暴雨洪澇 大風(fēng) 沙塵 冰雹 高溫 寒潮 雷電 濃霧 積雪等 還有由氣象災(zāi)害衍生的泥石流 火災(zāi) 大氣污染等災(zāi)害 1 干旱 1 準(zhǔn)周期性 北京地區(qū)降水存在著周期性特征 表現(xiàn)為長期偏少 干期 長期偏多 濕期 和上下擺動期交替出現(xiàn)的準(zhǔn)周期性變化特征 一般干期持續(xù)時段比其他期長2 頻繁 交替 北京地區(qū)旱年發(fā)生頻次多 且具有旱澇年交替出現(xiàn)的特征 發(fā)生偏旱和大旱年的概率分別為31 和10 3 連旱 北京地區(qū)的干旱具有明顯的連續(xù)性 在277年 1924 2000 中有24次連續(xù)旱年出現(xiàn) 最長連續(xù)12年 一般連續(xù)2年 占連續(xù)旱年總數(shù)的73 4 季節(jié)性強 北京地區(qū)四季氣候特點不同 降水年內(nèi)分布極不均勻 春季干燥多風(fēng) 蒸發(fā)量大 降水量僅占全年降水的9 易發(fā)生旱災(zāi) 有 十年九春旱 之說 2 暴雨洪澇 我國氣象部門規(guī)定 24小時降水量為50毫米以上的降水稱為 暴雨 由于長期降雨或暴雨不能及時排入河道溝渠 造成城市積水 建筑設(shè)施沖毀淹沒 即形成城市洪澇災(zāi)害 北京市暴雨落區(qū)雨地形關(guān)系密切 在山的迎風(fēng)坡有暴雨日數(shù)的高值區(qū) 最多地區(qū)位于懷柔 一年中暴雨主要集中在6 8月 大暴雨與特大暴雨主要集中在7月至8月上 中旬 洪澇災(zāi)的危害 1 整體防洪的影響 豐臺西永定河河底比天安門還高 歷史上永定河因暴雨洪水淹過北京前門一帶 澇期到來 洪水對北京城市的威脅仍然存在 另外 洪水沖毀鐵路 公路 輸電線路等設(shè)施 將中斷城市的運輸 供電等 2 運轉(zhuǎn)的影響 城市暴雨洪澇 立交橋 低洼處積水 使交通癱瘓 影響城市正常運轉(zhuǎn)和市民正常生活 3 大風(fēng) 氣象上將瞬時風(fēng)速大于或等于17米 秒 風(fēng)力大于等于8級 規(guī)定為大風(fēng) 這一天不論大風(fēng)持續(xù)時間長短 均記為大風(fēng)日 戶外設(shè)施 供電線路 通訊線路等遭到損壞 影響交通等影響環(huán)境質(zhì)量影響生命安全 4 沙塵 浮塵 揚沙 沙塵暴天氣統(tǒng)稱為沙塵天氣 沙塵天氣的危害影響交通出現(xiàn)沙塵天氣時能見度很低 這對城市交通非常的不利 2 影響空氣質(zhì)量出現(xiàn)沙塵天氣時 空氣中充滿了微細(xì)的沙粒 可吸入顆粒物嚴(yán)重超標(biāo) 空氣質(zhì)量惡化 尤其是北京主要污染物可吸入顆粒物 5 冰雹 冰雹是從發(fā)展強盛的積雨云中降落到地面的冰球或冰塊 其直徑一般為5 50毫米 大的可達(dá)30厘米以上 常給國民經(jīng)濟(jì) 人身安全帶來嚴(yán)重危害 北京地區(qū)平均每年有27個雹日 年際變化大 全年最少降雹日為4個 1971年最多達(dá)46個 雹災(zāi)主要集中在6 10月 其中以6 7兩個月居多 10月份最少 冰雹天氣的產(chǎn)生不僅取決于氣象條件 而且受地理條件影響很大 6 霧 霧是由空氣中水汽凝結(jié)或凝華而形成的 它對能見度有很大影響 氣象觀測規(guī)范上把水平能見度小于一萬米的叫輕霧 水平能見度小于一千米叫霧 霧是本市較為常見的災(zāi)害性天氣之一 它具有出現(xiàn)幾率高 發(fā)生范圍廣 危害程度大等特點 7 雷電 雷擊災(zāi)害是雷暴這種局地強對流天氣出現(xiàn)時發(fā)生的一種氣象災(zāi)害 隨著城市的發(fā)展 高層建筑和現(xiàn)代化通訊設(shè)備的增多 城市對雷電災(zāi)害越來越敏感 又由于城市熱島強度的增大 城市對流性天氣增多 雷暴日數(shù)也隨之增多 北京城區(qū)年雷暴日數(shù)由50年代的30多天增加到90年代的46天 事實證明雷擊是城市現(xiàn)代化建設(shè)的一大災(zāi)害 必須認(rèn)真研究對策 8 積雪 可使交通癱瘓 電訊中斷 塌房 以及市民摔倒骨折的事故 如 2001年12月7日下午北京下了一場小雪 僅為1 8毫米的降雪 卻引起了城市交通大堵塞 影響十分嚴(yán)重 2003年11月日6時到昨早6時 共接到變壓器 電纜線的火警達(dá)到34起 大都是因為初冬的第一場大雪 使許多電線的外皮脫落 短路等引發(fā)火災(zāi) 全市受損樹木1347萬株 100多條供電線路受到影響 地鐵13號線因鐵軌結(jié)冰短時影響運行 9 高溫 以日最高氣溫 35 作為高溫酷熱天氣的標(biāo)準(zhǔn) 用長時間序列資料的觀象臺為代表分析高溫日數(shù)的時間變化 結(jié)果表明 50 60年代高溫日數(shù)較多 70 80年代有所下降 90年代開始迅速增多 1999年高溫為21天 2000年達(dá)26天 二 氣象災(zāi)害對城市可持續(xù)發(fā)展的影響 1 城市是減災(zāi)的重點地區(qū)隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展 城市人口集中 建筑林立 商家云集 土地含金量大 氣象災(zāi)害在城市造成經(jīng)濟(jì)損失的絕對值越來越加大 2 北京的建設(shè)和發(fā)展 使城市氣象災(zāi)害出現(xiàn)了新特點城市建設(shè)規(guī)模擴(kuò)張和城市群經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域的出現(xiàn)等 使城市生態(tài)環(huán)境不同于農(nóng)村 氣象災(zāi)害在城市有明顯的放大效應(yīng) 而且產(chǎn)生了新的氣象災(zāi)害 3 城市 熱島效應(yīng) 加重了供水危機(jī)城市地表對接收太陽輻射的特殊變化 使城市溫度通常高于郊區(qū) 形成 城市熱島效應(yīng) 從而加重城市高溫 超負(fù)荷用電等 4 城市地面徑流加大 暴雨洪澇嚴(yán)重城市高層建筑和熱島效應(yīng)對氣流的強迫抬升作用 加劇了城市暴雨 強雷雨和雷擊等災(zāi)害性天氣的突發(fā)頻次 同時 城市不透水地面的增加 阻礙了雨水地表滲透 加大了地面徑流 改變了水循環(huán)的自然過程 從而易出現(xiàn)城市內(nèi)澇 交通堵塞等 5 城市建筑 狹管效應(yīng) 大風(fēng)災(zāi)害增多由于城市高層建筑和布局的特點 空氣流動產(chǎn)生的 狹管效應(yīng) 會加重北京城市的大風(fēng)災(zāi)害 吹毀設(shè)施 火災(zāi)增多 傷亡人員 污染空氣等 6 城市 渾濁 島 空氣污染嚴(yán)重城市小氣候的顯著變化 增強了冬半年城市上空的逆溫層 使城市排放出的污染氣體不能向外擴(kuò)散 空氣十分渾濁 嚴(yán)重影響了北京城市的空氣質(zhì)量 三 北京城市氣象災(zāi)害的防 減災(zāi)對策和措施 目前 我國利用常規(guī)氣象觀測 氣象衛(wèi)星 多普勒雷達(dá)等現(xiàn)代化監(jiān)測手段 促進(jìn)了較大范圍天氣 災(zāi)害性天氣預(yù)報準(zhǔn)確得到了明顯的提高 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 近年來一些城市開展了開始啟動對閃電 能見度 霧等監(jiān)測技術(shù)方面的研究 開展了氣象災(zāi)害 強降水 雷電 沙塵 監(jiān)測 預(yù)報 預(yù)警及對策研究 1 氣象災(zāi)害的監(jiān)測 1 常規(guī)氣象觀測包括 地面觀測 高空觀測 自動氣象觀測 雷達(dá)監(jiān)測 氣象衛(wèi)星探測等地面觀測氣壓 氣溫 最高 最低 濕度 風(fēng) 降水量 地溫高空觀測各標(biāo)準(zhǔn)等壓面的位勢高度 溫度 濕度 風(fēng)自動氣象觀測氣壓 氣溫 最高 最低 濕度 風(fēng) 降水量 地表溫度衛(wèi)星云 降水 沙塵暴 土壤墑情 洪澇雷達(dá)降水 雷電 冰雹 2 特殊氣象災(zāi)害觀測包括 閃電定位儀雷電能見度自動觀測儀霧 沙塵暴風(fēng)沙流和塵沙流儀橫向風(fēng)沙量GPS氣柱水汽含量 大氣可降水量 風(fēng)廓線儀風(fēng) 氣溫 災(zāi)害性天氣短期預(yù)報業(yè)務(wù)流程 城市氣象災(zāi)害的相關(guān)科學(xué)研究與試驗 城市氣象災(zāi)害演變規(guī)律及其與城市發(fā)展的相互關(guān)系研究開展城區(qū)瀝澇災(zāi)害研究 城市化發(fā)展 使城區(qū)瀝澇災(zāi)害增多 城區(qū)不透水地面 道路和房屋 面積增大使地面徑流同步增大 利用衛(wèi)星遙感 常規(guī)氣象要素觀測 沙塵數(shù)值預(yù)報 天氣概念模型 建立了沙塵暴監(jiān)測 預(yù)警系統(tǒng)并投入試運行 對近兩年冬 春季的沙塵進(jìn)行了監(jiān)測 對沙塵天氣發(fā)生的機(jī)制 移動路線進(jìn)行研究 2002年春季 3 5月 分別在北京延慶和南郊觀象臺觀測進(jìn)行了連續(xù)觀測試驗 觀測項目包括TSP PM10和PM2 5以及降塵量 開展沙塵數(shù)值預(yù)報模式和沙塵抬升輸送方案的研究 對能見度與大氣污染物濃度 地面氣象要素進(jìn)行相關(guān)性研究 2 城市生命線系統(tǒng)和城市重大建設(shè)工程的氣象災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)研究 欠缺 3 城市氣象災(zāi)害防御對策和減災(zāi)工程技術(shù)研究 為城市可持續(xù)發(fā)展和城市綜合安全減災(zāi)管理提供氣象科學(xué)依據(jù) 四 北京在城市防災(zāi) 減災(zāi)上存在的問題 幾十年來 北京市日益深入地開展了氣象減災(zāi)工作 自北京減災(zāi)協(xié)會成立以來 使城市防災(zāi)減災(zāi)工作又向前推動了一步 但目前的減災(zāi)系統(tǒng) 針對城市的減災(zāi)相對薄弱 主要表現(xiàn)在以下幾個方面 1 對城市氣象災(zāi)害的風(fēng)險和城市防災(zāi)減災(zāi)的重要性缺乏應(yīng)有的認(rèn)識 不論是政府管理部門還是社會各界對目前和今后北京城市可能遭遇哪些氣象災(zāi)害 其風(fēng)險程度多大 城市的抗災(zāi)能力如何 災(zāi)害到來時如何應(yīng)對缺乏充分的認(rèn)識 即城市氣象安全意識不強 因此 對城市氣象災(zāi)害的減災(zāi)缺乏全面的科學(xué)對策和長遠(yuǎn)規(guī)劃 靠采取應(yīng)急辦法 盡管可以避過一時之災(zāi) 但不能更有效地消除災(zāi)害威脅 實現(xiàn)減災(zāi)目標(biāo) 2 北京城市氣象災(zāi)害的監(jiān)測 預(yù)測能力不適應(yīng)首都的城市發(fā)展 生活水平提高和防災(zāi)減災(zāi)的需要隨著城市的發(fā)展 城市對大氣環(huán)境的影響也越來越大 因而加劇了城市氣象災(zāi)害的發(fā)生 如城市高溫 干旱 局地暴雨和大風(fēng) 濃霧等 因此 準(zhǔn)確地監(jiān)測 預(yù)測城市災(zāi)害性天氣的發(fā)生 發(fā)展意義重大 但難度也是很大的 目前由于受大氣探測手段的限制 所獲取的資料密度小 時次和種類少 影響了對災(zāi)害性天氣的監(jiān)測 預(yù)測能力 北京市的氣象臺站建設(shè)基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱 大氣探測手段仍以人工讀取為主 探測的自動化水平和精度不僅遠(yuǎn)落后于歐美等發(fā)達(dá)國家 而且也落后于國內(nèi)的上海和廣東 與首都的地位不相配 預(yù)測技術(shù)水平低 3 城市氣象災(zāi)害的形成機(jī)理 發(fā)生規(guī)律 防御措施的研究不夠深入在各類氣象災(zāi)害中 研究較多的是暴雨和干旱 但是研究的對象主要是針對農(nóng)業(yè)而言 而對城市洪澇和干旱的影響及防范對策研究相對還很少 城市的大霧 雷電 高溫 風(fēng)沙等災(zāi)害的監(jiān)測 預(yù)測技術(shù)研究剛剛起步 因此 研究影響城市人民生活和城市生命線的氣候災(zāi)害的形成機(jī)理 發(fā)生規(guī)律及防御措施對城市安全和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義 4 城市規(guī)劃對氣象因素考慮不夠 抗災(zāi)能力不高在城市建設(shè)規(guī)劃中對立交橋 道路 排水管道設(shè)計等方面對氣象條件考慮不夠細(xì)致 目前只是考慮了需求的不同氣象要素的平均狀況 沒有考慮極端情況 也沒有針對不同地區(qū) 不同功能區(qū)對氣象條件的需求而采取不同的設(shè)計方案 因此常常造成城市局部地區(qū)災(zāi)害嚴(yán)重 如 大風(fēng) 洪澇 大氣污染等等 5 城市氣象減災(zāi)管理有待加強目前 缺乏有效的城市減災(zāi)管理系統(tǒng) 基本上是零散的 臨時性的管理 缺少統(tǒng)一的組織管理機(jī)構(gòu) 許多方面甚至還是空白 例如 至今沒有建立城市災(zāi)情調(diào)查統(tǒng)計指標(biāo)和災(zāi)害評估方法 城市災(zāi)情調(diào)查統(tǒng)計和管理極不規(guī)范 缺乏基本的城市減災(zāi)法規(guī)以及防災(zāi) 抗災(zāi) 救災(zāi)技術(shù)規(guī)程 標(biāo)準(zhǔn) 災(zāi)害管理和減災(zāi)行動缺乏法規(guī)支持和保障 城市減災(zāi)規(guī)劃不系統(tǒng) 缺少長遠(yuǎn)規(guī)劃 有些災(zāi)害沒有制定可靠的抗