胡端英，歐藝，周珍丹，梁釗楊

（1.云浮市氣象局，廣東 云浮，527300；2.廣西區(qū)氣候中心，廣西 南寧，530022；3.肇慶市氣象局，廣東 肇慶，526040）

云浮新區(qū)城市規(guī)劃的氣候條件分析

胡端英1，歐藝2，周珍丹1，梁釗楊3

（1.云浮市氣象局，廣東 云浮，527300；2.廣西區(qū)氣候中心，廣西 南寧，530022；3.肇慶市氣象局，廣東 肇慶，526040）

利用云浮氣象站1965～2012年的風(fēng)、日照、氣溫、降水等資料，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析、風(fēng)向頻率玫瑰圖分析、日照棒影綜合分析等方法，分析了這些氣象要素的特征及其對(duì)云浮新區(qū)城市規(guī)劃和建設(shè)的影響，結(jié)果表明，云浮主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，其次為偏東風(fēng)，宜將工業(yè)布設(shè)在市區(qū)偏西側(cè)，居住及服務(wù)業(yè)布設(shè)在偏東側(cè)；新區(qū)內(nèi)住宅朝向以偏東南向?yàn)榧?；兩棟建筑之間的距離至少為前棟建筑高度的1.14倍才能滿足日照要求；云浮氣候偏熱，宜多舉措改善其熱環(huán)境。

城市規(guī)劃；氣候分析；云浮新區(qū)

1 引言

氣候變化是人類歷史上對(duì)文明生存的最大挑戰(zhàn)之一，城市氣候是在區(qū)域大氣候背景下形成的一種相對(duì)獨(dú)立的小氣候。隨著大氣環(huán)境污染的日益加重，人居環(huán)境建設(shè)已引起人們的高度重視，其中通過城市規(guī)劃適應(yīng)氣候變化，特別是對(duì)于快速城市化地區(qū)，如何通過調(diào)整規(guī)劃以適應(yīng)氣候變化，已是亟待探索和實(shí)踐的問題。朱瑞兆、湯惠君、蘇志、祁豫瑋等人在城市規(guī)劃理論和城市氣候應(yīng)用方面進(jìn)行過研究，取得了一些有意義的成果［1-4］，青島、佛山等國(guó)內(nèi)部分城市在城市規(guī)劃中增加了大氣環(huán)境影響評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果應(yīng)用到城市規(guī)劃方案調(diào)整與決策中，大大提高了城市規(guī)劃編制的科學(xué)性［5-6］。

廣東省云浮市已規(guī)劃將云浮新區(qū)作為未來城市和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。云浮新區(qū)總面積535.5km2，以半外環(huán)的方式分布于云浮市舊城區(qū)的北-東北-東-東南一帶；地貌以低山、丘陵為主，地形總體呈西北和東南高、東北和中部低的特點(diǎn)。新區(qū)地處北回歸線南緣，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏熱冬溫，常年溫和多雨。這些地貌因素也會(huì)造成地域性小氣候的差異。正確認(rèn)識(shí)新區(qū)的氣候特征，分析地形地貌因素造成的地域性小氣候差異，總結(jié)新城規(guī)劃和建設(shè)中應(yīng)注意的氣候影響問題，對(duì)未來減少氣象災(zāi)害損失，提高城市居住舒適性，有著十分重要的意義。

2 資料來源與方法

本文采用的氣象資料為云浮市云城區(qū)觀測(cè)站（區(qū)站號(hào)59471）1965～2012年的風(fēng)、太陽(yáng)輻射、氣溫、降水等氣象要素資料。主要運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析、風(fēng)向頻率玫瑰圖分析、日照棒影綜合分析等方法，探討它們對(duì)云浮新區(qū)城市規(guī)劃的影響。

3 氣候因子與城市規(guī)劃

適應(yīng)氣候、改善城市小氣候是城市規(guī)劃中關(guān)于人居生活的重要組成部分，云浮新區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，根據(jù)氣候特點(diǎn)，城市規(guī)劃設(shè)計(jì)者適當(dāng)要考慮的氣候因子主要有風(fēng)、太陽(yáng)輻射、氣溫、降水。

3.1 風(fēng)與城市規(guī)劃

3.1.1 云浮市風(fēng)的特征

云浮氣象站1965-2012年風(fēng)向頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1，可見云浮風(fēng)向以東北氣流最為常見，NNE、NE、ENE風(fēng)向頻率最大，分別為9%、10%、8%，其次為偏東風(fēng)，而偏西方向尤其是W、WNW、NW方向的頻率最小，合計(jì)僅為3%。云浮年平均風(fēng)速為1.2m/ s，靜風(fēng)頻率年均高達(dá)33%。

圖1 云浮氣象站1965-2012年風(fēng)向頻率玫瑰圖

3.1.2 風(fēng)對(duì)城市規(guī)劃的影響

風(fēng)能把有害物質(zhì)吹走，起到稀釋作用，風(fēng)向決定大氣污染物的輸送方向，風(fēng)速則決定大氣污染物的擴(kuò)散稀釋速度。朱瑞兆、廖雪萍［1，7］等在對(duì)我國(guó)部分城市氣候進(jìn)行研究后指出：工業(yè)區(qū)應(yīng)選擇在最小風(fēng)向頻率上。受地形影響，云浮冬季盛行東北風(fēng)，夏季偏東風(fēng)最多，其次為西南風(fēng)。綜合考慮風(fēng)向因素，對(duì)云浮用地進(jìn)行布局時(shí)，主要參考年平均風(fēng)向頻率，再參考1月（冬季）、7月（夏季）的風(fēng)向頻率作為布局用地的主要依據(jù)，然后參照全年最小風(fēng)向頻率SSE、S、WSW、W、WNW、NW、NNW，避開冬、夏對(duì)吹的風(fēng)，為避免大氣污染物往市區(qū)及其周圍累積、迭加，宜將向大氣排放有害物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)布局在云浮市的最小風(fēng)頻WNW和NW方位上，居住區(qū)布局在偏東方位上（圖2），以提高新區(qū)環(huán)境自凈能力。

但風(fēng)向只是其中一個(gè)因素，城市規(guī)劃還需考慮交通、水源、發(fā)展空間等因素，云浮市目前主城區(qū)的西北部、西部、南部以山地為主，交通不便，開發(fā)成本高，城區(qū)拓展受限；利于城區(qū)拓展的位置為主城區(qū)的東北部及東部，即目前規(guī)劃的云浮新區(qū)，特別是東北部的居住服務(wù)核心區(qū)和東部的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，三地相互間的距離為10～20km2左右（圖3）。

新區(qū)核心區(qū)又稱西江新城，位于主導(dǎo)風(fēng)向的上游，宜定位為行政、服務(wù)、居住、休閑等功能區(qū)，不宜布設(shè)高污染產(chǎn)業(yè)。東至東南部的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為次主導(dǎo)風(fēng)向的上游，該區(qū)產(chǎn)生的污染物對(duì)核心區(qū)的影響較小，但對(duì)下風(fēng)方的主城區(qū)有較大影響，不宜大量布設(shè)重污染產(chǎn)業(yè)，宜發(fā)展電子、物流等產(chǎn)業(yè)；但云浮的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)為石材、不銹鋼制生產(chǎn)等，需為其發(fā)展提供空間，因而產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)布設(shè)的建材、機(jī)械等產(chǎn)業(yè)宜經(jīng)升級(jí)、控污后以綠色發(fā)展為主。云浮現(xiàn)狀主城區(qū)-云城區(qū)位于主導(dǎo)風(fēng)的下游，污染物以向西向南擴(kuò)散為主，允許保留一定量的污染產(chǎn)業(yè)，區(qū)域以城西和城南為主；但考慮到主城區(qū)位于谷地，夏季西南風(fēng)偏多，舊城區(qū)人口密集等因素，重污染產(chǎn)業(yè)仍建議升級(jí)或淘汰。

高建峰等［8］研究表明建筑群的布局形式、高度及其形成的比例關(guān)系均會(huì)影響到小氣候的變化。按通風(fēng)要求的設(shè)計(jì)原則：建筑群體設(shè)計(jì)首先要排列有序，盡可能使城市主導(dǎo)風(fēng)向暢通。云浮以東北到偏東風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，市區(qū)綠化高地的分布、高層建筑群的建設(shè)等，宜沿著風(fēng)通道方向延伸或小角度鋪展，盡量以不阻擋穿城風(fēng)為宜。而對(duì)小建筑群而言，根據(jù)在夏季有意制造強(qiáng)風(fēng)區(qū)的要求，高層建筑宜放在小區(qū)低層建筑的西北面，建筑物的主立面宜放在夏季主導(dǎo)風(fēng)向（偏東向或西南向）的迎風(fēng)面上，以利于自然通風(fēng)、降溫除濕。

圖2 云浮市風(fēng)向單因素與城市用地布局關(guān)系圖

圖3 云浮市風(fēng)向與新區(qū)規(guī)劃用地布局圖

3.2 太陽(yáng)輻射與城市規(guī)劃

太陽(yáng)輻射是城鎮(zhèn)居民生活環(huán)境中不可缺少的氣象因子，分析研究云浮的日照規(guī)律和輻射強(qiáng)度，可以為建筑朝向、相對(duì)間距的確定提供設(shè)計(jì)參考。

3.2.1 太陽(yáng)輻射與建筑物朝向

云浮新區(qū)處于北回歸線南緣，太陽(yáng)的方位角隨季節(jié)與一日中的不同時(shí)間而變化，冬季日出東南方向，日落西南方向，夏季日偏東方向，日落偏西方向，一年中除夏至前后數(shù)日外的大部分日子，中午前后太陽(yáng)均在正南方向。云浮地處低緯，夏季太陽(yáng)高度角較高，冬季太陽(yáng)高度角也不很低，這使南向房屋夏季可以減少日光直射，冬季則可獲得較多日照時(shí)間，在一定程度上使房屋冬暖夏涼。從太陽(yáng)輻射角度考慮，云浮新區(qū)住宅朝向以正南為宜。

但在建筑規(guī)劃中，不可能把建筑都安排在南向。云浮市日照較豐富，年平均日照時(shí)數(shù)為1497.7h，其中冬季（12-2月）平均日照時(shí)數(shù)為292.7h，夏季（6-8月）平均日照時(shí)數(shù)為487.4h，各月平均日照時(shí)數(shù)如圖4所示。上述數(shù)據(jù)表明，云浮夏季天氣偏熱，應(yīng)設(shè)法減少夏季午后長(zhǎng)時(shí)間日照（西曬），因此從日照率分析，云浮新區(qū)住宅朝向以東南為宜。

圖4 云浮氣象站1965-2012年各月平均日照時(shí)數(shù)

另外，云浮的7-9月臺(tái)風(fēng)和暴雨較多，夏季的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠珫|風(fēng)和西南風(fēng)，住宅長(zhǎng)軸的門窗應(yīng)盡量垂直于夏季主導(dǎo)風(fēng)向。綜合考慮太陽(yáng)輻射（正南）、日照率（東南）、自然通風(fēng)（偏南、東南）和暴雨襲擊等因素，云浮新區(qū)住宅朝向以偏東南向?yàn)榧选?/p>

3.2.2 建筑物的日照間距

在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，必須在建筑物之間留出一定的距離，以保證陽(yáng)光不受遮擋、直接照射到房屋內(nèi)。建筑物的日照間距是指前后兩排南向房屋之間，為保證后排房屋在冬至日底層獲得必要的滿窗日照而保持的最小間隔距離，如居室所需日照時(shí)數(shù)增加時(shí)，其間距就相應(yīng)加大，或者當(dāng)建筑朝向不是正南，其間距也有所變化。

目前，我國(guó)確定建筑日照間距一般采用棒影圖日照綜合分析法［9］，在計(jì)算日照棒影率時(shí)依據(jù)下列公式（1-4）

式中：h為太陽(yáng)高度角；φ為當(dāng)?shù)鼐暥龋沪臑樘?yáng)赤緯角；ω為時(shí)角；L為棒影長(zhǎng)；H為棒長(zhǎng)；tp為地方平均太陽(yáng)時(shí)；t為北京標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；ψ為當(dāng)?shù)氐牡乩斫?jīng)度；Ep為均時(shí)差。

以住宅底層日照不小于2h作為基本標(biāo)準(zhǔn)，只要住宅在冬至日滿足需要，其余時(shí)間日照就更長(zhǎng)了，以云浮新區(qū)冬至日 （φ=23.02°N，ψ=112.16°E，δ=-23.45°，Ep=1′53＂）為例，根據(jù)式（1）至式（4），計(jì)算冬至日12月23日的正南向有效時(shí)刻棒影比率 （表1）。

據(jù)該方法計(jì)算得到云浮新區(qū)兩棟建筑的間距至少應(yīng)相當(dāng)于前棟建筑高的1.14倍，才能保證后棟底層墻面冬至日日照時(shí)間不小于2h。

表1 云浮新區(qū)冬至日正南向有效時(shí)段日照棒影比率

3.3 氣溫與城市規(guī)劃

3.3.1 云浮熱環(huán)境分析

云浮地處亞熱帶，夏長(zhǎng)冬短，年平均氣溫為21.6℃，常年溫度較高。覃衛(wèi)堅(jiān)、何慧、任廣成［10-12］等對(duì)華南的高溫進(jìn)行了研究，認(rèn)為華南高溫頻率高且呈上升趨勢(shì)。云浮日最高氣溫逐月平均值如圖5所示，5-9月均超過30℃，且日溫差多集中在7-10℃，日最高氣溫≥35℃以上的高溫日數(shù)大部分在27～35d之間。平均氣溫、最高氣溫的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)反映了云浮較熱的氣候。

風(fēng)效指數(shù)則更能直觀地指出了云浮較熱的氣候環(huán)境。風(fēng)效指數(shù)是大多數(shù)人對(duì)氣溫和風(fēng)速組合的感受指數(shù)，根據(jù)王敏珍等［13］介紹的風(fēng)效指數(shù)計(jì)算方法，計(jì)算得云浮的風(fēng)效指數(shù)年平均值為-195.8，總體偏熱，一年僅有三個(gè)月（1、2、12月）感覺舒適，而全年共計(jì)有七個(gè)月 （4-10月）感覺暖熱或者熱，占58.3%。

圖5 云浮市1965-2012年各月平均最高氣溫

人體對(duì)外散熱方式有輻射、對(duì)流和蒸發(fā)。由于人體溫度恒定，人在不同地域其輻射散熱量變化很小；對(duì)流散熱量則受到環(huán)境風(fēng)速、氣溫等的影響，云浮年均風(fēng)速1.2m·s-1，氣溫偏高，對(duì)流散熱并不理想；蒸發(fā)散熱量則與空氣相對(duì)濕度密切相關(guān)，濕度越小，蒸發(fā)作用越明顯，而云浮的年平均相對(duì)濕度達(dá)78.9%，蒸發(fā)散熱量也較小。總體而言，云浮的熱環(huán)境不利于人體散熱，居住在云浮總體感覺較熱。

3.3.2 改善城市熱環(huán)境的方法

改善云浮熱環(huán)境的方法很多，一是繼續(xù)維持較高的森林覆蓋率和保留城市綠地。二是加大城市綠色工程建設(shè)。結(jié)合云浮西江、南沙河、大涌河防洪堤建設(shè)，在兩側(cè)開設(shè)濱江綠地，在工業(yè)區(qū)與居民區(qū)之間穿插一定寬度的綠化帶，在鐵路、公路兩側(cè)建設(shè)防護(hù)林帶和工業(yè)區(qū)的防護(hù)綠地，預(yù)留生態(tài)聯(lián)通廊道，使新城區(qū)內(nèi)部空間連接在一起。三是利用城市水體、建設(shè)海綿城市。云浮新區(qū)的建設(shè)核心區(qū)內(nèi)由東向西依次有蟠咀河、大涌河和南山河，由北向南有東山湖、白返塘湖、荷塘湖、徑塘水庫(kù)，應(yīng)充分保留和利用，合理規(guī)劃。河流水域不僅是新城內(nèi)部重要的生態(tài)廊道，更為重要的是形成且串聯(lián)起寬敞的魚塘與濕地，是發(fā)揮新區(qū)的氣候環(huán)境調(diào)節(jié)功能的重要措施。但在地勢(shì)相對(duì)低洼的大涌河谷地需注意做好防洪建設(shè)，因云浮市年平均降水量大而集中，年均暴雨日數(shù)達(dá)5.2d，最大1h雨量達(dá)90.8mm，極易造成城市水浸、局地洪澇和地質(zhì)災(zāi)害等。四是多渠道預(yù)防城市“熱島效應(yīng)”。從城市功能區(qū)布局規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、減少碳排放、推廣節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品、采用綠色建筑、改善下墊面、大力發(fā)展公共交通等方面，多種措施并舉，形成建設(shè)生態(tài)新區(qū)的合力。

4 結(jié)語(yǔ)

通過以上分析，現(xiàn)就云浮新區(qū)規(guī)劃建設(shè)如何適應(yīng)氣候環(huán)境條件提出以下幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施：

（1）云浮新區(qū)全年風(fēng)向最多的為東北氣流，夏半年盛行偏東及西南氣流，冬半年盛行偏北氣流，在進(jìn)行城市總體布局時(shí)，宜將工業(yè)區(qū)設(shè)置在市區(qū)偏西側(cè)，居民區(qū)布置在偏東側(cè)；高層建筑放在小區(qū)低層建筑的西北面，建筑物的主立面放在夏季東南向的迎風(fēng)面上，這樣居民區(qū)污染機(jī)會(huì)最小，建筑物通風(fēng)透氣。

（2）新區(qū)北部位于主導(dǎo)風(fēng)向的上游，是居住、服務(wù)功能區(qū)，是新城市發(fā)展的核心區(qū)；東到東南部的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，污染物主要向南向西擴(kuò)散，對(duì)老城區(qū)有影響，宜發(fā)展綠色工業(yè)；高污染產(chǎn)業(yè)宜限制在云城區(qū)的西面和南面。

（3）綜合考慮太陽(yáng)輻射、日照率、自然通風(fēng)等因素，新區(qū)內(nèi)住宅朝向以偏東南向?yàn)榧?，兩棟建筑之間的距離至少為前棟建筑高度的1.14倍，才能滿足日照最低要求。

（4）溫度、濕度、風(fēng)效指數(shù)等綜合表明云浮有較熱的氣候環(huán)境，可通過提高森林覆蓋率、城市綠化工程、海綿城市建設(shè)、多渠道預(yù)防城市“熱島效應(yīng)”等措施來改善新區(qū)熱環(huán)境。

值得指出，盡管本文未對(duì)云浮的降水特點(diǎn)及其對(duì)新區(qū)規(guī)劃建設(shè)的影響進(jìn)行細(xì)致的討論，但這也是做城市規(guī)劃時(shí)需要重點(diǎn)考慮的氣候因素之一。

［1］朱瑞兆.城市氣候與城市規(guī)劃論 ［M］.北京：科學(xué)出版社，1985，41-44.

［2］湯惠君.廣州城市規(guī)劃的氣候條件分析 ［J］.經(jīng)濟(jì)地理，2004，20（4）：490-493.

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Analysis on Climate Condition of Yunfu New Urban Planning

Hu Duan-ying1，OU Yi2，Zhou Zhen-dan1，Lian Zhao-yang3
（1.Yunfu Municipal Meteorological Service，Yunfu Guangdong 527300；2.Guangxi Climate Center，Nanning Guangxi 530022；3.Zhaoqing Municipal Meteorological Service，Zhaoqing Guangdong 526040）

Based on the Yunfu meteorological observatory data from 1965～2012，the characteristics of wind，sunshine duration，temperature，precipitation and their effects on urban planning and construction of Yunfu New District were discussed by using statistic analysis methods such as wind direction rose map and stick sunlight shadow chart，etc.The results show that it prevail northeasterly wind in Fuyun，easterly winds follows.So industry is arranged in west of Yunfu New District，while residential area and service industry are located in the east.Southeast direction is considered as the proper building orientation.The distance between two buildings is equal or greater than 1.14 times of the height of the front one to compensate the lowest sunlight requirement.Due to the hot climate，some measures are proposed to perfect the environment.

urban planning；climatic analysis；Yunfu New District

P463.3

A

1673-8411（2015）04-0080-05

2015-08-16

廣東省氣象局科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目“云浮新城規(guī)劃建設(shè)天氣氣候可行性論證與研究”和中國(guó)氣象局氣象關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用項(xiàng)目“基于CIPAS的逐日環(huán)流解釋應(yīng)用預(yù)測(cè)系統(tǒng)”資助。

胡端英（1972-），女，湖南人，高級(jí)工程師，主要從事天氣預(yù)報(bào)與服務(wù)工作。