王 歡，孫景瑜，董澤亮，韓翔洋

（1.辛集市氣象局，河北 辛集 052360；2.藁城區(qū)氣象局，河北 藁城 052160）

辛集市位于冀中平原南部，總面積950.4 km2，戶籍人口63.5萬，常住人口82萬。城市建設(shè)面積32 km2，常住人口31萬。按照“十縱十橫”的中等城市道路框架規(guī)劃進行內(nèi)暢外聯(lián)，市內(nèi)東西方向為街，南北方向為路，城區(qū)內(nèi)街道縱橫，主次干道38條，總長164.78 km；市區(qū)內(nèi)大型居民小區(qū)77座；有公路、鐵路立交橋8座；公交樞紐2座，鐵路樞紐2座，高鐵車站1座；市內(nèi)公園14個，大型活動廣場6個；城市綠化率32.5%；市區(qū)內(nèi)有各類醫(yī)院20座，學(xué)校36座。

1.城市氣象災(zāi)害及氣象監(jiān)測現(xiàn)狀

辛集市城區(qū)主要氣象災(zāi)害有高溫、暴雨、大風(fēng)、冰雹、雷擊和道路結(jié)冰等。在高溫方面：辛集市近5年來出現(xiàn)日最高氣溫≥35℃的高溫天氣109次，其中2014年出現(xiàn)21次，2015年出現(xiàn)8次，2016年出現(xiàn)16次，2017年出現(xiàn)31次，2018年出現(xiàn)33次（圖1）。在降雨方面，以單位小時降雨量≥16 mm為統(tǒng)計次數(shù)[1]，辛集市近5年來出現(xiàn)13次，其中2014年出現(xiàn)1次，2015年出現(xiàn)2次，2016年出現(xiàn)5次，2017年出現(xiàn)2次，2018年出現(xiàn)3次（圖2）。以12小時降雨量≥30 mm為統(tǒng)計次數(shù)，辛集市近5年來出現(xiàn)14次，其中2014年出現(xiàn)1次，2015年出現(xiàn)1次，2016年出現(xiàn)5次，2017年出現(xiàn)4次，2018年出現(xiàn)3次（圖略）。

在氣象災(zāi)害監(jiān)測與發(fā)布方面，隨著政府行為和居民商業(yè)行為的開展，辛集市在市區(qū)內(nèi)的主要路口、商業(yè)中心、休閑廣場等地建設(shè)成了LED綜合顯示屏，用以顯示和宣傳政策、廣告等各類信息的同時顯示一些氣象信息。近年在道橋等低洼易積水處附近陸續(xù)建設(shè)了雨量觀測站8座，用以實時監(jiān)測道橋附近的降水信息，掌握積水點降雨量動態(tài)。此外，氣象部門通過短信預(yù)警平臺、電臺、電視臺等多種手段向市民實時發(fā)布各類氣象監(jiān)測及預(yù)警信息，提醒廣大市民做好預(yù)防各類氣象災(zāi)害的準(zhǔn)備。

圖1 辛集市高溫日數(shù)及溫度值柱狀圖（2014-2018年）

圖2 辛集市暴雨雨時日數(shù)及雨量值柱狀圖（2014-2018年）

2.居民的氣象服務(wù)需求

通過3.23世界氣象日，5.12防災(zāi)減災(zāi)日以及6月安全生產(chǎn)主題志愿服務(wù)活動等向廣大市民進行了多次氣象服務(wù)需求的隨機調(diào)查，居民普遍對市區(qū)局地高溫以及道路積水實時信息的獲取關(guān)注度最高。

3.氣象監(jiān)測與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)的思考

辛集市城市氣象災(zāi)害主要有高溫、暴雨、大風(fēng)、冰雹、雷擊、低能見度和道路結(jié)冰，這些氣象災(zāi)害已經(jīng)通過預(yù)報預(yù)警的方式以電視電臺播報、短信、微信、融媒體等方式向域內(nèi)民眾進行了預(yù)警播報。但隨著辛集市城市建設(shè)的發(fā)展、使得局地小氣候凸顯。同時，下墊面的硬化使得雨季地表徑流增大，下滲減弱，雨水向低洼易澇處聚集增多明顯。根據(jù)以上問題，本著“觀測即服務(wù)”的理念，思考如下：

3.1 增加城市小氣候溫濕傳感器及顯示

城市下墊面性質(zhì)的變化，改變了輻射面的性質(zhì)，水泥建筑的成倍增加使局地小氣候溫度上升[2-3]，尤其是夏季，局部路段溫度異常偏高，因此，在道路主要交通路口的紅綠燈附近、休閑廣場、醫(yī)院、學(xué)校增設(shè)溫濕度傳感器，將氣象要素電子顯示屏建設(shè)于顯要位置，使廣大市民及時定量的感知所處環(huán)境的氣象信息，及時調(diào)整自己的活動，確保健康。實時采集的數(shù)據(jù)可以考慮通過無線傳輸至服務(wù)器進行基于GIS系統(tǒng)的集中顯示。

3.2 增加舒適度指數(shù)的計算顯示

人體對環(huán)境的感知，是由多種氣象要素決定的，因此在顯示屏顯示氣象要素的同時，引入人體舒適度的計算[4-9]，利用監(jiān)測到當(dāng)前地段的氣溫和相對濕度數(shù)據(jù)，通過編程計算完成以溫濕指數(shù)為環(huán)境舒適度指數(shù)的環(huán)境變化數(shù)據(jù)，為市民的活動提供綜合氣象數(shù)據(jù)的指導(dǎo)。溫濕指數(shù)的計算公式如下：

其中，THI為溫濕指數(shù)，T為氣溫，RH為相對濕度。

以微信公眾號“中國氣象愛好者”為例，每次輸入“辛集實況”可以顯示辛集自動站當(dāng)時的溫度、濕度和風(fēng)速的小時數(shù)據(jù)，可以與廠家進行探討是否可以將提取公眾號數(shù)據(jù)集成在單片機中，以此來提取辛集自動站的風(fēng)速要素，該方法如能實現(xiàn)可以使用孫廣祿老師在研究京津冀地區(qū)的人體舒適度時空特征時采用的公式[10]，公式如下：

DI為人體舒適度指數(shù)，T為平均氣溫，RH為相對濕度，V為平均風(fēng)速。

3.3 增加低洼易澇處以及道橋積水監(jiān)測

據(jù)統(tǒng)計，辛集市僅客貨運力車輛就多達(dá)6727輛，各類道橋是許多車輛來往的必經(jīng)之地，每年雨季時節(jié)，都會有因暴雨積水造成的機動車輛損失，因此道橋積水的監(jiān)測就顯得尤為重要。2014-2015年間，辛集市氣象局完成對市區(qū)易積水的8處雨量監(jiān)測站的建設(shè)，但是目前的工作只是完成了對降雨量的監(jiān)測，并不能直觀地反饋道橋積水信息。在積水區(qū)的監(jiān)測中，考慮使用人臉識別技術(shù)運用到暴雨積水監(jiān)測，以道橋積水為例，思路如下：在道橋的頂端安裝攝像頭，在攝像頭對面的道橋底端安裝反光刻度線，影像數(shù)據(jù)流在降雨發(fā)生時啟動，通過GPRS無線傳輸至服務(wù)器，在服務(wù)器的終端安裝智能識別算法，識別積水淹沒的最小刻度，并將數(shù)值提取出顯示在積水周邊的電子顯示屏上，提醒行人注意道路積水信息。

4.結(jié)語

氣象環(huán)境監(jiān)測是智慧城市的一部分，更是智慧氣象之于城市的環(huán)境感知，它能代表一個行政區(qū)域的現(xiàn)代化發(fā)展程度，但要實現(xiàn)文中所論述的目標(biāo)就需要部門間聯(lián)合，取得政府以及相關(guān)部門政策與預(yù)算資金的支持，同時與設(shè)備廠家探討更優(yōu)化的監(jiān)測解決方案。我們相信，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，智慧城市將會得到進一步的發(fā)展，智慧氣象也將不僅僅局限于監(jiān)測與報警，必定會在未來城市的數(shù)字大腦中發(fā)揮著如路燈控制、供暖控制等更為廣闊的指令槍的作用。