“为宫室之法曰:高,足以避湿润;边,足以圉风寒;上,足以待雪、霜、雨、露。”在中国古代《墨子》一书中,古人就将气象条件纳入建筑和工程设计的考虑因素。 随着经济社会发展,全球气候变暖加剧,极端气候事件多发频发,气象灾害及其引发的次生、衍生灾害对人民生命财产和经济社会发展造成了一定影响,公众生产生活对天气气候特别是灾害性天气的敏感度和脆弱性加大。 开展气候适宜性和风险性论证工作势在必行。2000年1月1日,《中华人民共和国气象法》实施,“气候可行性论证”一词正式启用。气候可行性论证能够从源头上有效避免或者减轻规划和建设项目遭受极端气象灾害的不利影响,对于城市规划运营、重大工程建设、气候资源开发利用等意义重大。 必要性:深刻认识气候风险 法国文学家雨果曾说过:“下水道是城市的良心。验证一个国家和城市是否发达,一场雨足矣。” 前些年,暴雨淹没房屋、道路,甚至夺走鲜活生命的案例屡见不鲜。如2012年7月21日,北京遭遇特大暴雨,79人死亡,经济损失达116.4亿元。 城市内涝已成为摆在城市治理者面前的一道难题,更是城市建设规划必须打破的壁垒。 “合理根据当地气候条件和降水时空特征分布,做好城市暴雨强度公式编制和暴雨雨型分析工作,提高城市规划的合理性和科学性,可以为排水防涝工程设计及相应的规划建设和投资提供重要的参考,缓解城市内涝发生的频率和影响。”北京市气象局气候中心副主任房小怡说。 国家新型城镇化规划的实施以及党中央提出的“大力推进生态文明建设”战略决策要求我国城市规划建设必须以生态环境安全为支撑,开展资源、环境、人口的统筹布局。 近年来,作为城市生态环境重要组成部分的城市气象与大气环境问题日益突出,特别是在气候变化背景下,极端气象灾害出现频率越来越高。 房小怡说:“从合理的城市规划建设以及防灾减灾角度出发,开展气候可行性论证和气象灾害风险评估,有利于达到人与城市的自然和谐。” 气候可行性论证的成效不仅限于城市建设。能源、交通等基础设施的发展建设规划,大型工程项目设计建设,重大区域性经济开发、区域农(牧)业结构调整建设项目,大型太阳能、风能等气候资源开发利用建设项目等,都需要考虑气候风险,以气候可行性论证为支撑。 “不论是区域性开发还是国家重点建设工程,既要考虑工程自身趋利避害情况,也要根据气候状况来设计参数,避免给周围环境造成伤害。”江苏省气象局局长翟武全表示。 从国际上来看,工程项目建设气候论证先行已是常规的工作程序。1999年建成的日本明石海峡大桥,提前13年就在工程位置建起200多米高的气象塔,进行气候观测和可行性论证。直布罗陀海峡大桥前期气候观测和可行性论证工作进行了17年。 因此,对与气象条件密切相关的规划和建设项目,进行气候条件适宜性、气象灾害风险性以及对局地气候和大气环境影响进行分析、模拟与评估,并提出适应、预防或减轻影响的对策十分有必要。 可行性:加速创新技术手段 “真没想到,风切变指数只修正了0.03,就为我们节约了5%(150万)的烟囱建设资金,气候可行性论证真的提供了太多可靠工程参数。”2015年5月5日,在华润沈阳浑南热电厂“上大压小”新建项目气候可行性论证报告评审会上,沈阳市浑南热电厂项目经理杜海涛表示。 2015年3月,沈阳区域气候中心利用国家气象观测站和区域加密气象观测站的实测气象资料,采用统计分析、数值模拟、建模模拟等技术手段,对该热电工程的厂房、烟囱、贮煤场等建设进行了气候条件分析。 气候可行性论证的流程是先开展工程所需气象要素的短期观测,收集项目所在地或者附近气象台站的相关地理信息、历史气象资料,再进行气候背景分析和工程所需的气象参数推算,开展气象灾害风险分析、模拟污染情况,部分项目还需分析气候变化影响,最终提出预防或减轻气象灾害风险的对策。 “不同的论证目标或论证对象,对气候条件的敏感因子和受影响的方式有所不同,论证内容也随之不同。”中国气象局公共气象服务中心资源环境与工程气象室首席专家宋丽莉说,“例如,风电项目主要关注风资源分布和利用,论证内容主要包括风功率分布,极端风和湍流对风机的影响等;核电项目则主要关注核岛安全和核泄漏后核素扩散,论证内容主要包括极端气象事件、极端气象参数对项目的影响以及大气扩散特征。” 一般来说,气候可行性论证技术以应用气候统计分析为主,涉及大气探测技术、小气候分析技术、大气数值模拟技术和试验分析技术等。 近年来,气象部门针对行业需求,依托气象理论和技术发展,开展了气候可行性论证研究,尝试了一些先进技术方法和手段,在部分领域逐渐形成气候可行性论证方法体系。 如北京市气候中心形成了城市规划论证指标体系和相关计算方法,并应用中小尺度气象模式和CFD等数值模拟技术;武汉区域气候中心、浙江省气候中心总结了不同地形条件下影响桥梁建设的风湍流功率谱、湍流强度等一系列气象参数的计算公式和方法;陕西省气候中心对输变电线路覆冰进行了较为深入的研究…… 气候可行性论证业务系统是为专业部门开展气候可行性论证技术咨询和专题服务工作提供的统一、规范、高效的技术支撑软件平台,由数据质量控制子系统、综合数据库子系统、结果模拟与推算子系统、产品输出与分析子系统等四部分构成。“可以说,我国气候可行性论证技术体系已初步形成。”中国气象局预报与网络司司长顾建峰表示。 大量合格的观测资料是气候可行性研究论证工作的基础。针对工程设计的具体需求,综合利用地面、雷达、探空、卫星遥感等现代化的探测手段,已可以得到工程所需的立体多源观测数据。 实用性:科技助力成果遍地 目前,云南已核准162个风电场,总容量超过900万千瓦,其中已投产87个,总容量435万千瓦。这些项目全部由云南省气象局提供气候可行性论证服务。安徽共核准风电项目53个,总容量246.98万千瓦,超过90%的项目由安徽省气象局提供气候可行性论证服务。 “首钢所在地区是气流辐合区,不适宜污染企业的布置。”北京市气象局气候中心对北京流场进行了分析,提出上述意见。该结论被首都规划委员会采纳,成为决定首钢搬迁的重要参考依据之一。 当前,各地气候可行性论证工作如火如荼,在桥梁、超高建筑、核电厂、风电场、火电厂、光伏(热)电站、输变电线路、城市排水、港口码头、机场、城市总体规划和区域规划等建设中取得显著成绩。 目前,中国气象局已组织制定《城市总体规划气候可行性论证技术导则》《大型工程气候可行性论证技术规范》《风电机组低温等级》《光伏电场太阳能资源评估规范》等近10项国家或行业标准;建立了气候可行性论证机构业务技术能力确认制度。 部分省市气象局通过技术方法的积累,形成一些技术规范和标准,如《核电厂气象观测规范》《光伏电场太阳能资源评估规范》《重大建设项目气候可行性论证技术规范》《辽宁省城镇规划气候可行性论证技术规范》等。 此外,近年来各地气候可行性论证社会化管理也取得长足进展。黑龙江、山西、广西、西藏、贵州等地出台气候资源开发利用和保护相关条例与办法;多地印发了有关加强气候可行性论证的通知或出台了有关气候可行性论证的管理办法。
随着经济社会发展,气候可行性论证工作面临更高需求和挑战,未来气候可行性论证工作应依托精细、多维度大气探测和数值模拟等先进技术,朝专业化、规范化、精细化方向发展。 |