廖承紅

（貴州財經(jīng)大學 公共管理學院，貴州 貴陽 550025）

溫室氣體排放，全球氣候變暖，已經(jīng)成為人所共知的事實。但很多人不知道的是，承載了全球半數(shù)以上人口的城市，正面臨著更嚴峻的高溫威脅。2021年11月3日，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署發(fā)布的《戰(zhàn)勝高溫：城市可持續(xù)降溫手冊》指出，目前全球城市變暖速度是全球整體平均速度的2倍。如果全球溫室氣體依舊按照目前高水平排放，那么到2100年，全球許多城市的氣溫將比目前升高至少4℃。全球城市加速變暖的原因是復雜的，它既受到全球變暖、極端高溫天氣頻發(fā)等宏觀因素影響，也受到城市熱島效應(yīng)等微觀因素影響。城市加速升溫正在給人們的生命健康、經(jīng)濟社會發(fā)展及區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來多重威脅和挑戰(zhàn)。高溫熱浪并不是城市不可戰(zhàn)勝和克服的困難，只要城市管理者樹立前瞻思維，增強高溫危機敏感性，全面統(tǒng)籌、科學規(guī)劃城市發(fā)展布局，就能最大限度地控制乃至消除城市升溫威脅，讓城市繼續(xù)成為人們的安樂家園。

全球城市急速升溫

2021年夏季，全球新冠肺炎疫情的陰霾仍未散去，而世界各地創(chuàng)紀錄的高溫事件又吸引了人們的目光。6月下旬，美國俄勒岡州波特蘭市氣溫飆升至46.7℃，6月25—29日，原本屬于海洋性氣候的加拿大溫哥華市連續(xù)三天破當?shù)馗邷丶o錄，在北緯49度地區(qū)創(chuàng)造了45℃的高溫紀錄。29日，溫哥華市所在的大不列顛哥倫比亞省其他7個城市最高氣溫也都超過45℃，坎盧普斯市（也稱甘露市）當天的最高氣溫達到47.43℃，卡什克里克市達到47.4℃。氣象專家表示，當?shù)氐漠惓８邷爻鐾暾鉁?5℃以上。異常高溫導致了嚴重后果，4天時間里加拿大大不列顛哥倫比亞省發(fā)生了233起高溫致死事件。

2021年夏季，北美地區(qū)的極端高溫事件只是近年來全球范圍內(nèi)城市溫度快速上升的又一個典型例證。近年來大量的研究也都指向了這樣一個事實：全球城市正在急速升溫。2018年3月，加州大學爾灣分校的研究者查看了1985—2015年全球8 848個地表氣象站的氣溫數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，巴黎、莫斯科、東京等主要城市的氣溫正在持續(xù)飆升，全球氣溫每10年上升0.25℃，而上述大城市每10年則上升了0.6℃，遠高于全球氣溫上升速度。2021年10月，《美國國家科學院院刊》刊發(fā)了一篇來自哥倫比亞大學的研究成果，該論文對1983—2016年全球13 000多個城市的氣溫進行了對比分析，發(fā)現(xiàn)全球一年中暴露在極端高溫和潮濕天氣里的人數(shù)增加了2倍之多，目前全球已經(jīng)有超過四分之一的人口生活在極端高溫和潮濕的地方。未來，城市將不得不在不斷變暖的世界中尋找保持涼爽的方法。2021年11月初，在第26次聯(lián)合國氣候變化大會上，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署發(fā)布了一份與美國洛基山研究所合作編寫的《戰(zhàn)勝高溫：城市可持續(xù)降溫手冊》。該手冊聚焦于長期以來被人們所忽視的城市高溫問題，明確指出，目前全球城市變暖的速度是全球整體平均速度的2倍。如果溫室氣體繼續(xù)保持高水平排放，到21世紀末，許多城市的氣溫可能會升高4℃。即使在全球升溫1.5℃的情況下，也會有23億人受到嚴重高溫熱浪的威脅。

未來高溫熱浪對城市人口的威脅將越來越大。美國國家經(jīng)濟研究局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前全球已有20億人遭受高溫威脅，其中有一半以上人口生活在城市中心地區(qū)。未來高溫帶來的非正常死亡事件將在全球城市中愈演愈烈，到21世紀末，全球高溫致死人數(shù)將與目前所有傳染病的致死總和相當。

就全球城市急速升溫的原因，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在《戰(zhàn)勝高溫：城市可持續(xù)降溫手冊》中給出了明確答案：一方面，溫室氣體排放、全球氣候變暖是城市急速升溫的主要推手；另一方面，城市熱島效應(yīng)進一步放大了全球氣候變暖的影響，加速了城市氣溫的上升速度。未來，全球人類必須在節(jié)能減排方面做出更大努力，同時通過科學規(guī)劃城市空間布局，控制城市熱島效應(yīng)對城市氣溫的放大效應(yīng)。

城市熱島效應(yīng)

除全球變暖因素外，城市熱島效應(yīng)是城市極端高溫事件發(fā)生的另一個重要因素。城市熱島效應(yīng)是指城市因大量的人工發(fā)熱、建筑物、道路等高蓄熱體及綠地減少等因素，造成城市“高溫化”的現(xiàn)象。在全球變暖的大背景下，熱島效應(yīng)進一步助推了城市的高溫趨勢。

城市熱島效應(yīng)離不開物質(zhì)的一個基本物理性質(zhì)——比熱容。比熱容是指沒有發(fā)生化學反應(yīng)時，1千克均等物質(zhì)升高1℃所需吸收的熱量，單位為J/(kg·℃)，水的比熱容為4 200 J/(kg·℃)，砂石的比熱容為920 J/(kg·℃)，C30混凝土的比熱容為970 J/(kg·℃)，瀝青的比熱容為1 760 J/(kg·℃)。通過以上數(shù)據(jù)對比，我們知道砂石、混凝土和瀝青等物質(zhì)的比熱容較低，這意味著在相同的太陽熱量下它們升溫速度更快。眾所周知，城市建設(shè)和發(fā)展中使用了大量的混凝土、瀝青等物質(zhì)用于樓房建設(shè)和道路鋪設(shè)，自然而然，城市建筑和道路的溫度上升更快。農(nóng)村地區(qū)被人為改造的區(qū)域較少，絕大部分地區(qū)都有植被覆蓋，吸收的太陽熱量更少。因此相較于城市，農(nóng)村地區(qū)的溫度更低。除更少地吸收太陽熱量外，植被在太陽下還會發(fā)生蒸騰作用，蒸騰作用是指水分從植被表面以水蒸氣的狀態(tài)散失到大氣中的過程。蒸騰到大氣中的水蒸氣又能保持空氣濕潤，降低氣溫，因此蒸騰量更大的農(nóng)村地區(qū)氣溫也更低。除此之外，城市中大量高聳的建筑物阻礙了空氣流動，難以形成對流冷卻，城市也就難以享受“自然風扇”的降溫效果。與此同時，城市大氣對流緩慢，會導致城市大氣污染更嚴重，彌漫在空氣中的污染物會吸收更多的熱量，加速大氣升溫，這又進一步助推了城市升溫。除上述因素外，城市生活也會產(chǎn)生更多的“內(nèi)部熱量”。相較于農(nóng)村地區(qū)，城市人口更加密集，工業(yè)更加發(fā)達，在人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量熱量，這些城市內(nèi)部運作產(chǎn)生的熱量也會加速城市升溫?？傮w而言，在低比熱容材料堆積、植被覆蓋差異、對流冷卻缺乏、污染集聚等多種因素的共同作用下，城市氣溫會顯著高于它周邊的農(nóng)村地區(qū)。在區(qū)域等溫線圖上，就形成了一個以城市為中心的熱量孤島，這就是城市熱島效應(yīng)。

城市熱島效應(yīng)并不是均勻存在的，而是受到氣候、時間和季節(jié)等因素的影響。2014年南京信息工程大學的研究者發(fā)現(xiàn)，氣候會對城市熱島效應(yīng)產(chǎn)生較大影響。研究者使用“熱島效應(yīng)指數(shù)”（即城區(qū)與周邊地區(qū)的溫差）來衡量熱島效應(yīng)的強度，他們發(fā)現(xiàn)濕潤地區(qū)的城鄉(xiāng)溫差更大，熱島效應(yīng)指數(shù)也更高。原因在于濕潤地區(qū)城市郊區(qū)的植被覆蓋率更高，水域面積更大，在相同的太陽輻射下，城市郊區(qū)地區(qū)溫度也就更低，相應(yīng)的濕潤地區(qū)城市與郊區(qū)的溫度差異更大，熱島效應(yīng)更強烈。除氣候因素外，季節(jié)和時間也會影響熱島效應(yīng)的強度。一般而言，夜晚的城市熱島效應(yīng)要強于白天。白天，城市氣溫就顯著高于其周邊的農(nóng)村地區(qū)，到夜晚，由于城市大氣對流更弱，溫室氣體和污染物更多，城市大氣逆輻射更強，大氣保溫作用也就更明顯。而農(nóng)村地區(qū)的溫室氣體較少，保溫作用不明顯，同時空氣對流沒有高層建筑的阻礙，因此日落后，農(nóng)村地區(qū)迅速降溫，而城市地區(qū)氣溫變化較小，這就導致夜晚的城市熱島效應(yīng)強于白天。此外，冬季城市熱島效應(yīng)要比夏季更加明顯，原因在于城市冬季取暖會向大氣中散發(fā)熱量，再加上冬季空氣對流弱，城市大氣污染更嚴重等因素影響，使得城市冬季熱量不易消散，也就進一步加大了城鄉(xiāng)溫度差異，因此冬季城市熱島效應(yīng)要比夏季更加明顯。

近年來，隨著我國城市人口的不斷增加以及城區(qū)規(guī)模的擴張，城市熱島效應(yīng)的強度也在不斷增強。2016年，中國測繪科學研究院地理國情監(jiān)測湖南研究中心利用地理大數(shù)據(jù)精準分析了湖南株洲的“熱島效應(yīng)”強度發(fā)展趨勢，研究發(fā)現(xiàn)株洲1994年城區(qū)和郊區(qū)兩個代表性監(jiān)測點的氣溫差為1.9℃，到2000年上升為3.1℃，此后幾年均呈現(xiàn)波動上升態(tài)勢。到2015年，這一數(shù)據(jù)為5.3℃，21年間熱島效應(yīng)的強度上升了3.4℃。在我國經(jīng)濟社會高速增長的大背景下，株洲只是我國城市熱島效應(yīng)強度快速增長的一個縮影。未來，在熱島效應(yīng)的作用下，城市溫度只會越來越高。

城市高溫熱浪的危害

長期以來，高溫熱浪一直沒有引起人們的足夠重視，很大程度上是因為相較于洪澇、風暴等極端氣候，其影響并不激烈。但在氣象專家眼里，高溫熱浪其實是一個“沉默的殺手”，會悄無聲息地威脅人體健康，致人死亡。世界衛(wèi)生組織發(fā)布的研究數(shù)據(jù)表明，目前全球因高溫熱浪引發(fā)的傷亡人數(shù)增速要遠高于干旱、洪澇和風暴等其他極端天氣事件。2021年7月《柳葉刀·行星健康》雜志發(fā)表的一項科學研究也發(fā)現(xiàn)，全球每年與異常低溫或高溫相關(guān)的死亡人數(shù)超過500萬，占全球所有死亡人口的10%。隨著全球氣候變暖，因異常低溫導致的死亡率雖然在下降，但異常高溫導致的死亡率卻在快速增加，因此全球因氣候變化導致的死亡率仍在不斷增加。

高溫熱浪會從生理、心理兩方面威脅人體健康。高溫會直接導致人體中暑或脫水，嚴重的可致死，而它對罹患心腦血管、呼吸道等基礎(chǔ)疾病或免疫力低下的老年人的身體健康威脅更大。高溫天氣還會影響人們的睡眠質(zhì)量，誘發(fā)煩躁情緒和精神紊亂，增加抑郁等心理疾病概率，導致自殺率增加。此外，高溫天氣還會加快光化學反應(yīng)速度，提升地表大氣中的臭氧濃度，而臭氧濃度的增加，會刺激人們的呼吸道，破壞人體免疫機能，嚴重的甚至造成神經(jīng)中毒和死亡。

在城市熱島效應(yīng)作用下，城市溫度要遠高于它周邊的郊區(qū)和農(nóng)村，這意味著高溫熱浪對城市人口的健康威脅更大。由于歐美國家城市化率更高，近年來愈發(fā)頻繁的高溫熱浪天氣在這些國家造成了大量的死亡事件和案例。1995年，美國芝加哥熱浪造成了至少1 000人死亡；2003年，歐洲夏季的酷暑導致7萬人死亡；2006年7月中下旬，極端高溫導致法國境內(nèi)超2 000人死亡；2018年，日本的高溫熱浪導致20 000人中暑入院；2021年6月，縱跨北美的“熱穹頂”導致美國和加拿大西部多個城市發(fā)生了近600例“意外死亡”事件。

未來，隨著城市化進程的不斷推進與人口老齡化趨勢的碰撞，城市高溫熱浪對人類健康的威脅將更大。世界衛(wèi)生組織預測，到2030年，將有60%的人口居住在城市。這意味著全球范圍內(nèi)的城市化進程還將繼續(xù)，而城市人口越多，城市熱島效應(yīng)也就越強，城市溫度也就越高。與此同時，包括我國在內(nèi)的不少國家目前正面臨著人口老齡化的問題。在這兩大趨勢疊加下，預計未來將會有更多的城市老年人遭受高溫熱浪的威脅。

除了直接威脅人類生命健康外，高溫熱浪還會給城市居民生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來負面影響。一方面，高溫熱浪會影響城市供水。極端高溫下，城市居民的生活用水會短期內(nèi)急劇增加。與此同時，極端高溫還會加大蒸發(fā)量，導致一些地區(qū)水庫水位下降，城市供水矛盾加劇。金奈是印度一座擁有1 100萬人口的超級城市，在2019年7月份的高溫酷暑中，為這座城市供水的4個水庫幾近干涸，蓄水量一度達到1%以下，引發(fā)了金奈地區(qū)嚴重的供水危機。值得一提的是，目前全球撒哈拉以南非洲、北非、西亞、中亞以及南亞印度等地正面臨著嚴重的水資源短缺問題，一旦這些地區(qū)遭受高溫熱浪侵襲，將進一步惡化城市供水矛盾，誘發(fā)人道主義危機。另一方面，高溫熱浪也會影響城市供電。高溫悶熱天氣下，人們會大量使用空調(diào)等制冷設(shè)備，這將導致城市用電量的急劇攀升。超負荷用電會導致局部停電事故頻發(fā)，而一些老化的電器設(shè)施還容易引發(fā)火災(zāi)。

極端高溫天氣還會加劇環(huán)境污染。極端高溫天氣下，一般伴隨著無風、少云現(xiàn)象。高溫、少云會加劇大氣光化學污染，增加二氧化硫、臭氧等光化學氧化劑。持續(xù)高溫、無風天氣容易使大氣中的污染物集聚，加劇空氣污染，間接威脅人體健康。此外，高溫天氣也極易誘發(fā)城市水體藍藻、綠藻爆發(fā)，導致水體污染。

最后，高溫熱浪還會影響城市交通、建筑施工和旅游等行業(yè)發(fā)展。在極端高溫下，城市瀝青路面易熔化變形，發(fā)生路面拱起、裂縫、車轍等現(xiàn)象，影響公路實用性能，誘發(fā)交通事故。高溫環(huán)境下，室外作業(yè)容易引起工人中暑、中毒，誘發(fā)高墜事故，增加城市建筑施工安全風險。

城市極端高溫天氣將日趨頻繁

城市高溫熱浪危害雖大，但很多人也許會說，這樣的極端高溫事件僅僅只是百年、千年，甚至萬年一遇的偶然事件，其真正的影響是十分有限的。比如2021年6月底席卷北美的“熱穹頂”事件，美國哥倫比亞廣播公司就宣稱這一極端高溫事件是“千年一遇”。從人類角度而言，所有人都希望這樣的城市極端高溫事件真的是千年一遇、萬年一遇，但科學家最新的氣候預測模型仿真卻告訴我們一個最不愿意看到的結(jié)論：城市極端高溫熱浪事件出現(xiàn)的可能性要遠比我們想象中的大得多。

目前城市面積僅占全球陸地面積的2%左右，而陸地面積又占地球總面積的29%。與地球相比，城市面積實在太小，因此在以往的氣候預測模型中往往將城市因素忽略不計。但事實上目前全球一半以上的人口生活在城市，城市也是全球環(huán)境污染最主要的來源，同時城市排放的溫室氣體又占到了全球總量的70%左右，這說明城市確實是全球氣候變化中一個不可忽略的參數(shù)和變量。

為彌補以往氣候預測模型中的不足，來自伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的科學家將特定的城市氣候信號納入新的氣候預測模型中，給出了城市視角下全球氣候的多模型預測。新的研究結(jié)果顛覆了人們對城市熱浪的以往認知，研究發(fā)現(xiàn)美國五大湖地區(qū)、歐洲南部、印度中部和中國北部四個地區(qū)的城市正面臨著嚴峻的高溫熱浪威脅。同時，關(guān)于高溫熱浪的發(fā)生頻率，人們也有了新的認知，傳統(tǒng)氣候預測模型認為美國五大湖地區(qū)每10 000年才發(fā)生一次極端高溫事件，而在考慮了城市氣候因素后，研究人員預測其發(fā)生頻率為每4年一次。

2018年，在世界公眾科學素質(zhì)促進大會“氣候變化：科學與傳播”論壇上，中國工程院院士丁一匯指出：“以前說高溫天氣是極端事件，到2030年高溫熱浪將成為中國夏季天氣的新常態(tài)。”顯然，無論是中國，還是世界，未來都將遭受更頻繁的城市極端高溫天氣。這警醒全人類，特別是城市管理者，必須進一步提高對城市加速變暖問題的重視程度，科學認識其形成原因，積極采取措施，控制其對人類健康和人類社會的負面影響。

應(yīng)對城市高溫熱浪的措施

全球城市急速升溫是氣候變暖和城市熱島效應(yīng)共同作用的結(jié)果。因此控制溫室氣體排放，遏制全球氣候變暖是應(yīng)對城市高溫熱浪的根本對策。但除了治本之策外，我們還應(yīng)該采取一些與之配套的治標措施，以有效緩解當前城市高溫對人類的威脅。

首先，我們應(yīng)該建立世界統(tǒng)一的高溫熱浪定義和健康評估標準。目前，全世界還沒有形成對高溫熱浪的統(tǒng)一定義，因此也就難以在世界范圍內(nèi)用統(tǒng)一的標準來衡量其對人體健康的影響。為減少不同地區(qū)間的評估誤差，以及對其危害的系統(tǒng)性低估，目前全球各國有必要在聯(lián)合國框架內(nèi)就高溫熱浪的科學定義達成共識，以便于提升各國對城市高溫熱浪的重視程度，為后續(xù)城市高溫預警機制的建立奠定基礎(chǔ)。

其次，建立更加精準、覆蓋范圍更廣的高溫預警機制。一方面，氣象預測機構(gòu)要進一步強化高溫天氣預測基礎(chǔ)工作，提高預測的準確性；另一方面，政府要建立完善的極端高溫天氣應(yīng)對預案，提前儲備相關(guān)應(yīng)急物資，對重點場所和人群做好高溫應(yīng)對宣傳教育工作，構(gòu)建嚴密的高溫熱浪網(wǎng)格化應(yīng)急管理機制。

再次，加強城市綠化改造，科學規(guī)劃城市未來發(fā)展空間。一是采取措施加強現(xiàn)有城市的綠化改造工作。綠色植被、水體對環(huán)境降溫作用明顯，我們可以在現(xiàn)有城市中增加綠色植被和水體面積，積極推進城市垂直綠化、小區(qū)綠化、屋頂綠化、街頭綠化，做好公園、噴泉景觀等改造設(shè)計，完善山體和水系生態(tài)修復建設(shè)工程。二是構(gòu)架城市納涼場所體系。城市管理者應(yīng)以通風綠廊、開放空間、商業(yè)設(shè)施、地鐵站點、公共建筑和公園綠地等為基礎(chǔ)，構(gòu)建符合城市需求的公共納涼場所體系。三是積極推進城市“淡色化”行動。選用淡色及反射率較高的材料對城市建筑進行粉刷和涂層，能將更多的太陽輻射反射出城市空間，緩解城市熱島效應(yīng)。城市管理者應(yīng)采取措施，加快推動城市向“淡色化”轉(zhuǎn)變。四是在城市規(guī)劃中預留“風道”，增強空氣流通。各城市應(yīng)該根據(jù)其所處地理位置和氣候風向，在城市規(guī)劃和建設(shè)方面預留城市通風廊道，科學規(guī)劃高層建筑密度，利用城市“風道”幫助城市散熱降溫。

最后是積極嘗試開發(fā)生態(tài)建筑。生態(tài)建筑、綠色基礎(chǔ)設(shè)施是未來城市發(fā)展的必然趨勢，對城市可持續(xù)發(fā)展作用明顯。未來，我們應(yīng)該在城市中積極推廣太陽能、風能等清潔能源，充分利用綠化種植提供陰影和富氧環(huán)境空間，實現(xiàn)城市建筑和天然物融合為一。目前，生態(tài)建筑還處在探索階段，我們應(yīng)該積極鼓勵和支持這種新型的城市綠色發(fā)展趨勢，推動城市生態(tài)化轉(zhuǎn)型與發(fā)展。