郑雪梅
, 王怡
ZHENG Xuemei, WANG Yi
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作者简介:
作者简介：郑雪梅(1993-),女,福建古田人,硕士研究生,主要从事人文地理学研究,E-mail: zhengxuemei123456@163.com。
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摘要
高温热浪作为一种常见的气象灾害,对人们的生产、生活、健康产生很大的影响。为探索福建省沿海与内陆城市高温热浪脆弱差异性及其形成机制,本文构建了包含暴露性、敏感性、适应性3个维度的高温热浪脆弱性评估模型(Vulnerability Scoping Diagram, VSD)。利用1994-2013年逐日极端高温数据和经济社会统计数据,分别对处于沿海和内陆的福州和南平市辖区进行高温热浪脆弱性及其3个维度(暴露性、敏感性、适应性)的评估与比较,并试图解释分析福州市辖区与南平市辖区高温热浪脆弱性的差异及其原因。结果显示：由于地理环境与社会经济系统的显著差异,近20年来,沿海地区高温热浪的脆弱性低于内陆地区,但随着经济发展导致的敏感性增加,前者不断攀升的脆弱性可能会超越后者;内陆地区的人类活动对环境的干扰程度相对较弱,其敏感性不断降低而适应性有所上升,使得其高温热浪的脆弱性不断降低。降低高温热浪脆弱性的关键在于同时增强区域适应性与降低敏感性,这对制定适应性措施具有积极的现实意义。
关键词：
Abstract
As one type of meteorological disasters, heat waves have exerted great influences on human production, life, and health. In order to explore the differences of heat wave vulnerability between coastal and inland cities and its formation mechanism, a heat wave Vulnerability Scoping Diagram (VSD) is constructed in this article, which includes three dimensions—exposure, sensitivity, and adaptability. Using the daily extreme highest temperature data from 1994 to 2013 and economic and social statistics, the heat wave vulnerability and its three dimensions, i.e. exposure, sensitivity and adaptability, are assessed and compared respectively between Fuzhou and Nanping, which are located in the coastal and inland area of Fujian Province. It is attempted to explain the vulnerability differences between coastal and inland areas. The result shows that: heat wave vulnerability of the coastal and inland areas had significant differences due to their geographical and socioeconomic differences, and vulnerability to heat waves in the coastal region was lower than that of the inland area in the last 20 years. However, the rising vulnerability of the former may surpass that of the latter in the future as a result of economic development in the coastal area that leads to increased sensitivity. Environmental impact of human activities is relatively weak in the inland region, and vulnerability to heat waves will decrease slowly because of decreasing sensitivity and increasing adaptation. The key to reduce vulnerability to heat waves is to enhance regional adaptability and reduce sensitivity at the same time. This has important implications for designing effective polices.
Keywords：
近几十年来,由于全球气候变暖、城市化进程加快以及人类活动的强度和范围逐渐扩大,致使全球范围内的极端高温天气和高温热浪事件频频发生,并逐步演变成为严重的气象灾害(何杰, 2012),造成了大量的人员伤亡和经济损失。1995年芝加哥的高温热浪事件导致约800人死亡(Hayhoe, 2010)。2003年,热浪袭击了欧洲很多地方,如法国、意大利、西班牙、葡萄牙、英国等,据不完全统计,这些国家因热浪直接致死人数均在1000~5000人之间(Abderrezak, 2004; Hémon et al, 2004)。同年,中国南方也经历了创历史记录的热浪(杨辉等, 2005)。此后,在2006年入夏以来,长江中上游及西北部分地区也出现了大范围的高温热浪(陈洪滨等, 2007)。2013年夏季中国南方地区733个站点中就有285个站点出现大于40℃的极端高温(唐恬等, 2013)。高温热浪对人类生产、生活与健康的显著影响,引起了诸多国际性科学计划和机构(IHDP、IPCC、IGBP等)与学者的广泛关注(IPCC, 2001; GLP, 2005)。Polsky等(2003)利用“八步骤”方法对全球变化脆弱性进行评估,随后又建立了可比较的全球变化脆弱性评估框架——“VSD(Vulnerability Scoping Diagram)”模型,并对脆弱性进行系统地评价。Keramitsoglou等(2013)以雅典地区为例,利用城市气候模型和人造卫星收集的地表数据,识别容易受高温热浪影响的地区,并运用人工智能模糊逻辑模型对高温热浪等级进行归类,最终生成了高温热浪风险地图。中国许多学者关于高温热浪的研究主要集中于高温(气温)的时空变化特征及形成机理(杨周等, 2010; 谈建国等, 2013)、模拟预测(刘珂等, 2011),城市化与高温热浪关系以及高温热浪对人体健康的影响等方面(李国栋等, 2008; 许遐祯等, 2011; 郑祚芳等, 2012)。在高温热浪脆弱性研究方面也取得了一定成果,如张明顺等(2015)从暴露性、敏感性与适应能力等方面选择高温热浪脆弱性指标,构建高温热浪脆弱评价指标体系,对北京市各区县的高温热浪脆弱性水平进行分析。谢盼等(2015)基于“暴露—敏感—适应能力”的高温热浪灾害脆弱性评价概念框架,梳理了相应指标体系,并试图通过自然环境、社会经济、居民感知等多元化数据综合表征城市居民高温热浪灾害脆弱性。然而,“暴露—敏感—适应能力”的高温热浪脆弱性评估框架,鲜见用于地域差异显著的沿海与内陆城市高温热浪脆弱性的对比研究。
与此同时,由于不同地区的地理环境、土地利用变化、城市热岛效应等因素对热量收支与扩散的影响不同(张立新, 2006),导致不同地区的高温热浪发生频次及严重程度具有明显差异,而且不同地区对高温热浪的适应能力也不尽相同。因此,针对不同地区进行综合多方面要素的高温热浪脆弱性的对比研究,对探索高温热浪的形成机制以及因地制宜地实行有效措施减缓高温热浪的负面影响具有现实意义。因此,对于脆弱性研究而言,能否建立一个体现区域差异的脆弱性概念框架以及切实可行、可比较的脆弱性评估模型至关重要。基于此,本文在Polsky等(2007)构建的VSD评估模型基础上,利用包含了“暴露—敏感—适应”3个维度的“脆弱性”分析框架,尝试以福建省南平市辖区(内陆)和福州市辖区(沿海)为研究区,构建可比较的高温热浪的脆弱性评估指标体系,并结合层次分析法、专家打分法,对比分析2个地区近20年来高温热浪脆弱性的演变及差异,试图为高温热浪脆弱性研究提供一个分析框架与实证案例。
福建省位于中国东南沿海(23°33′N~28°20′N、115°50′E~120°40′E),陆域面积12.4万km2,现辖1个副省级城市,8个地级市和1个省直辖综合实验区。2014年常住人口为3806万,人均地区生产总值(GDP)为63472元。
福建省大部分区域属中亚热带,东南部分区域属南亚热带,其突出的地理特点是“依山傍海”,沿海与内陆地区的地理环境迥异,气候特征差异较大。作为经济较为发达的沿海地区,福建省近年来经常遭受高温热浪侵袭。鉴于此,选择位于沿海的福州市辖区与位于内陆的南平市辖区进行高温热浪脆弱性的评估与对比。如图1所示,福州市辖区位于福建省东部沿海,2014年末市辖区面积为1786 km2,属闽江下游河口平原地貌类型;年平均气温为20~25℃,最冷月(1-2月)平均气温6~10℃;最热月(7-8月)平均气温达33~37℃。2013年福州成为全国“四大火炉”之首(谭红建等, 2015)。南平市辖区位于福建省中部偏北,建溪、西溪汇合处,地处闽中大谷地最低处,总面积2652.8 km2,以丘林山地为主的地貌特征拦截了部分海洋温暖气流,年平均气温为17.5~19.8℃。
图1 南平市辖区与福州市辖区在福建省的地理位置
Fig.1 Geographical location of Nanping and Fuzhou in Fujian Province
由于高温热浪还没有统一的定义,本文采用中国气象局对高温热浪的定义,以日最高气温≥35℃为高温,连续3天以上的高温天气过程称为高温热浪。脆弱性概念起源于对自然灾害的研究(Janssena et al, 2006),Timmerman(1981)首先将脆弱性概念引入地学领域。目前脆弱性概念已广泛应用于灾害管理、地质学、生态学、公共健康、贫困和发展、生存和饥荒、气候变化、土地利用、可持续性科学等领域。当然,不同的研究领域对脆弱性概念理解有所不同,Birkmannn(2006)至少梳理了25种以上不同的脆弱性定义。在气候变化领域,杨红龙等(2010)将高温热浪的脆弱性定义为热浪的危害程度、对气候或天气变化的敏感程度和适应能力的函数。IPCC(2001)第3次评估报告将脆弱性界定为：“一个自然或社会系统容易遭受或没有能力应对气候变化(包括气候变率和极端气候事件)不利影响的程度,是某一系统气候的变率特征、幅度、变化速率及其敏感性和适应能力的函数”。参照IPCC对脆弱性的定义和解释,目前很多研究认为脆弱性的概念包含3个方面,即暴露性、敏感性和适应性(Wolf et al, 2013; Zhu et al, 2014; El-Zein et al, 2015)。暴露性反映的是某区域的复杂系统所遭受高温热浪的特征、强度、频率或危险程度,当这种程度达到系统所能承受的特定界限时,便会对系统产生影响,通常是不利影响大于有利影响;敏感性是指系统受到高温热浪胁迫,内部结构、功能发生改变的程度,取决于系统的稳定性;适应性指的是系统对灾害事件的响应与应对能力,以及从灾害损失中恢复的能力,反映了系统缓解、降低灾害损害的程度,主要取决于社会财富、技术、教育、信息、技能、基础设施、稳定能力和管理能力等(Eakin et al, 2006)。
表1 高温热浪的脆弱性评估指标体系及其权重
Tab.1 Index system for the assessment of vulnerability to heat waves and indicator weights
| 维度层 | 指标层 | 参数层 | 参数层各指标内涵 | 指标方向 |
|---|---|---|---|---|
| 暴露性(0.32) | 高温(1.00) | 高温天数/天(0.33) | 日最高气温≥35 ℃的天数 | 正向 |
| 高温热浪频次/次(0.33) | 连续3 d以上的高温天气过程的次数 | 正向 | ||
| 高温强度/℃(0.34) | 该年日最高气温超过35 ℃部分的全年累计数 | 正向 | ||
| 敏感性(0.34) | 经济发展(0.20) | 经济增长速度/%(1.00) | 反映某一时期内经济增长程度的相对指标 | 正向 |
| 城镇化(0.20) | 建成区面积占土地面积的比重/%(1.00) | 反映城市的市中的城市化区域面积相对大小 | 正向 | |
| 城乡居民收入差距(0.30) | 城镇居民平均每人全年可支配收入与农村平均每人全年纯收入比值(1.00) | 城乡居民收入差距指数,反映区域内部的贫富差距 | 正向 | |
| 耗水量(0.30) | 生活用水量/万t(1.00) | 应对高温热浪的需水状况 | 正向 | |
| 适应性(0.34) | 资金(0.23) | 国内生产总值/万元(0.34) | 一定时期内,一个国家或地区的经济中所生产出的全部最终产品和劳务的价值,常被公认为衡量国家或地区经济状况的最佳指标 | 负向 |
| 地方财政收入/万元(0.32) | 地方财政年度收入,是地方政府履行其职能的物质保障 | 负向 | ||
| 固定资产投资/万元(0.34) | 通过固定资产投资,可以提高社会再生产规模,提高社会生产的技术水平,调整经济结构,增强国家或地区的经济实力。 | 负向 | ||
| 医疗卫生(0.20) | 卫生机构床位数/张(1.00) | 反映医疗卫生水平,体现高温热浪引起人员伤亡的应对能力 | 负向 | |
| 科技教育(0.20) | 科技教育占财政预算支出比(1.00) | 反映辖区对科技、教育的重视程度 | 负向 | |
| 基础设施(0.18) | 公路通车里程数/km(1.00) | 反映交通便捷程度及区域之间的联系密切程度 | 负向 | |
| 城市绿化水平(0.19) | 建成区绿化覆盖率/%(1.00) | 可以有效应对城市热岛效应,减缓高温热浪负面影响 | 负向 |
将高温热浪的脆弱性评价指标体系细化为3个层次(表1),分别为：维度层、指标层、参数层。维度层中的暴露性反映发生在特定区域某一时间段内高温热浪的严重程度,以高温指标体现暴露性,高温又可用高温天数、高温热浪频次、高温强度3个指标来衡量。当暴露性达到一定程度,会超过区域承受高温热浪灾害的能力,使区域的脆弱性进一步加大。敏感性体现暴露于高温热浪的人类经济社会系统结构的稳定性,选择了与高温热浪发生相联系的经济发展、城镇化、城乡居民收入差距、耗水量等指标来说明区域内部系统受到高温热浪的潜在影响程度或趋于改变的可能性。经济发展速度与城市建设水平需要大量基础设施、社会公共服务设施的建设,造成城市内部的土地利用方式发生改变,进而导致城市热岛效应,增加了区域高温热浪产生的概率;与此同时,经济发展速度快、城市建设水平高的区域,自然生态系统自行缓解高温灾害的能力有限,而主要依靠人为措施抵御高温灾害,只能在短期奏效,长期而言整个社会经济系统对高温热浪的敏感性将逐渐提高,易受到高温灾害的干扰。城乡居民收入差距大的区域存在一定数量的贫困人口,这些脆弱人群在高温热浪期间缺乏足够的高温防御物品,易受到高温的侵害,拉高了整个区域高温热浪脆弱性。高温灾害会直接影响耗水量,尤其是生活用水量,因而在高温热浪期间增加了水资源的供给压力,无形中加大了社会高温热浪的敏感性。适应性是指系统调节自身内部的结构来减缓、应对高温热浪,尽量降低灾害影响、损失的能力。将资金、医疗卫生、科技教育、基础设施及城市绿化水平作为衡量适应性的指标。区域的资本量为缓解、适应高温灾害措施的实施提供了有力保障,无论是相关御热、防暑设施的建设,还是医疗卫生、科技教育的投资,都能有效降低高温热浪的脆弱性;交通、通讯等基础设施的完善有利于加强区域间的人员往来与信息流通,在一定程度上能够提高高温热浪的适应性;城市绿化水平的发展,能够降低地表温度,提升区域缓解、适应高温热浪能力。
在VSD模型的基础上按照圈层式的数据组织方法来逐级细化评价指标(图2①（①资料来源：参考Polsky等(2003)的VSD图绘制。）)。整个模型从里到外是“脆弱性”、维度层、指标层、参数层的同心圆结构②（②图2为对表1的可视化表达,相当于一个模型,核心在于维度层、指标层,参数层的各参数可根据各地实际情况灵活选取。）。在圆心“脆弱性”的外围是维度层,包括了暴露性、敏感性、适应性3个维度。维度层的外围选取能够解释说明各维度的指标,而最外围的参数层是关于各指标可观察特征的测量值,测量值可根据各地数据的可获取性确定。这种圈层式的表达方式可以直观地体现脆弱性与维度、指标、参数之间的逻辑关系,有助于理解高温热浪脆弱性产生的原因与机理,同时,便于将这种圈层式结构应用于其他类型的脆弱性评估。
采用国家气象局发布的福州与南平气象站1994年1月1日-2013年12月31日逐日极端高温资料,计算出年高温日数、高温热浪频次和高温强度以及各项的5年移动平均值;1994-2013年两市市辖区社会经济数据均源自福建省统计年鉴。利用式(1)-(2)对原始数据进行归一化处理,消除量纲的影响。采用加权求和的方法,由式(3)-(5)层层递进,获取评价值。首先,分别计算暴露性、敏感性、适应性3个维度层下的各指标值;其次,得到3个维度的评价值;第三,计算高温热浪脆弱性的综合评价值。
正向指标公式：
负向指标公式：
式中：Xij表示第j年(j=1, 2, ……, 20)第i个参数(i=1, 2, ……, 14)的归一化值;maxXi表示取第i个参数数据的最大值;minXi表示取第i个参数数据的最小值。然后,通过AHP方法,请8位相关领域专家根据维度层3个维度的因子、指标因子、参数因子的相对重要性赋值并取平均值(表1)。
利用加权综合评价法计算两辖区的高温热浪综合评价值(脆弱性指数),计算公式为：
式(3)中：Cm是m指标层的评价值;Wi是各指标下参数i的权重;Xij是第j年第i个参数的归一化值;n为指标层下的参数个数。式(4)中：Zj表示j维度层的评价值;Wk是各维度下指标k的权重;Ck为对应指标评价值;n是维度层下的指标个数。式(5)中：Qj为j地区高温热浪脆弱性评价总值;Wt为维度t的权重;Zt为对应维度评价值。脆弱性指数越大,说明区域越脆弱,脆弱性指数越小则相反。通过计算结果可知,福州市辖区与南平市辖区20年来的高温热浪脆弱性指数在0.32~0.65之间。参考国内高温热浪脆弱性评价成果(谢盼等, 2015),根据高温热浪脆弱性的计算结果,将高温热浪的脆弱程度划分为微度脆弱(0.3~0.4)、轻度脆弱(0.4~0.5)、中度脆弱(0.5~0.6)、强度脆弱(0.6~0.7)、极度脆弱(0.7~0.8)等5个等级。
利用1994-2013年间的高温日数、高温热浪频次和高温强度3个指标来反映福州与南平市辖区高温热浪暴露性的长期变化趋势(图3-5)。近20年来,两辖区的高温日数、高温热浪频次和高温强度的变化趋于一致,均有上升趋势。除了个别年份,位于内陆的南平市辖区各项指标均高于位于沿海的福州市辖区,但二者的差距逐渐缩小,将来福州市辖区各指标有可能超过南平市辖区。
图3 1994-2013年福州市辖区与南平市辖区高温日数比较
Fig.3 Comparison of the number of high temperature days between Fuzhou and Nanping, 1994-2013
图4 1994-2013年福州市辖区与南平市辖区高温热浪次数比较
Fig.4 Comparison of the number of heat wave days between Fuzhou and Nanping, 1994-2013
图5 1994-2013年福州市辖区与南平市辖区高温强度比较
Fig.5 Comparison of the strength of high temperature between Fuzhou and Nanping, 1994-2013
图6 1994-2013年福州市辖区与南平市辖区高温热浪的暴露性对比
Fig.6 Comparison of exposure to heat waves between Fuzhou and Nanping, 1994-2013
就各年份而言,南平与福州市辖区高温日数最少(9 d)的年份都为1997年,相应地,2003年为两市市辖区高温日数最多的年份,分别为74 d和63 d。20年间两市市辖区年均高温日数分别为41.35 d/a 和34 d/a。结合高温日数的5年移动平均曲线,1994-2013年,两市市辖区的高温日数变化趋势大致为先快速上升(1994-2003年)后略微下降(2004-2013年)。
从1994-2013年高温热浪频次5年移动平均值来看,南平与福州市辖区的高温热浪频次均具有较大的起伏变化过程且呈现略微的上升趋势。两市市辖区的年均高温热浪频次分别为4.95次/a和3.95次/a。南平市辖区高温热浪频次的最高值为8次,分别在1991、1994和2010年;而福州市辖区的最高值出现在1991年,同为8次。
南平市辖区与福州市区的年均高温热浪强度分别为57.35℃/a 和53.31℃/a,两辖区高温热浪强度最小值同时出现在1997年,分别为3.6℃和6.9℃。南平市辖区与福州市辖区的高温热浪强度最大值也都出现在同一年份(2003年),分别为74℃和63℃。2003年夏季,笼罩亚欧大陆的异常高温使福建省当年6月下旬以来,出现了持续的高温天气,造成两辖区的高温日数与高温热浪频次达20年间的最大值(谈建国, 2008)。
从图6中可见,除个别年份外,绝大多数年份高温热浪的暴露性指数都在0.2~0.6之间波动。1994-2013年间,福州市辖区大多数年份高温热浪暴露性指数小于0.3;2004-2013年间,大多数年份则大于0.3。相应地,南平市辖区大多数年份高温热浪暴露性指数分别为0.2~0.4和0.4~0.6之间。虽然两市市辖区高温热浪暴露性指数都在增大,但是指数大小存在显著差异。除1997、1999、2000和2004年外,其余年份福州市辖区高温热浪暴露性指数均小于南平市辖区,说明近20年来福州市辖区高温热浪状况要轻于南平市辖区。虽然两地的夏季气温均受副热带高压影响(叶士琳等, 2015),但福州市辖区属于海洋性气候,夏季气温相对较低,一定程度上削弱了副热带高压的影响,使得其暴露性略低于内陆地区的南平市辖区。
1994-2013年间,福州市辖区与南平市辖区敏感性指数在0.17~0.67之间波动(图7)。福州市辖区高温热浪敏感性指数呈上升趋势且增幅为0.014/a;而南平市辖区则正好相反,下降幅度为0.0015/a。1994-2013年间,福州市辖区高温热浪敏感性指数大于南平市辖区。这是由于地处沿海的福州市辖区经济快速发展,进而带动了城市化进程,地区开发强度的增强导致土地利用方式的转变以及生产活动对能源需求量的增大,加之区域内部城乡居民收入差距增大,使得福州市辖区整个社会经济系统易受高温热浪不断增强的影响。而南平市辖区地处内陆山区,受地理位置的影响,社会经济发展和城市化进程相对较慢,城乡居民的收入差距相对较小,因此,整个区域的经济社会系统相对稳定,敏感性较低,受到高温热浪的影响较轻。
图7 1994-2013年福州市辖区与南平市辖区高温热浪的敏感性对比
Fig.7 Comparison of sensibility to heat waves between Fuzhou and Nanping, 1994-2013
对于高温热浪的适应程度,福州与南平两市市辖区同样表现出较为明显的差异性(图8)。1994-2013年间,福州市辖区高温热浪适应性指数在0.24~0.69之间,并呈显著上升趋势;而南平市辖区高温热浪适应性指数在0.22~0.42间,呈略微上升态势。可见,两辖区对高温热浪的适应能力都在增强,且福州市辖区的适应能力在多数年份大于南平市辖区;二者的适应性指数增幅分别为0.024/a和0.008/a,对高温热浪的适应性差距正在不断加大。近20年来,福州市辖区依托沿海的区位优势,加快发展经济和城市化建设,积极完善医疗卫生与基础设施,加大对科技教育的投入,并注重城市绿化空间规划,这对高温热浪的防御及减缓高温热浪的影响有重要意义。而南平辖区的经济实力相对较弱,医疗卫生水平、基础设施还相对欠缺,对城市绿化建设投入不足,因而,应对高温热浪侵袭的能力还较弱。
图8 1994-2013年福州市辖区与南平市辖区高温热浪的适应性对比
Fig.8 Comparison of adaptability to heat waves between Fuzhou and Nanping, 1994-2013
从脆弱性程度看,1994-2013年大多数年份福州与南平市辖区高温热浪脆弱性都属于轻度脆弱。2003年,两市市辖区高温热浪脆弱性都属于强度脆弱,而1997与2012年都属于微度脆弱。两市市辖区的高温热浪脆弱性变化趋势存在一定的一致性(图9),大多数年份福州市辖区高温热浪的脆弱性指数低于南平市辖区。近20年来,福州市辖区高温热浪的脆弱性在增强,增强趋势缓慢,幅度约为0.001/a。南平市辖区高温热浪的脆弱性在减轻,而减轻的幅度也较小,幅度约为0.001/a。可见,福州市辖区高温热浪的脆弱性增强速率近似于南平市辖区降低速率,两辖区的脆弱程度差距将会逐渐缩小,未来福州市辖区的高温热浪脆弱性甚至有可能高于南平市辖区。
图9 1994-2013年福州市辖区与南平市辖区高温热浪的脆弱性对比
Fig.9 Comparison of vulnerability to heatwaves between Fuzhou and Nanping, 1994-2013
本文构建了地区间可比较的高温热浪脆弱性评估指标体系,以福建省的福州市辖区(沿海)和南平市辖区(内陆)为例,利用1994-2013年逐日极端高温数据和经济社会统计数据,从暴露性、敏感性和适应性3个维度对两地进行高温热浪脆弱性评价与对比。主要结论为：
(1) 从近20年来两市市辖区高温热浪脆弱性的变化趋势来看,沿海地区的高温热浪脆弱性略低于内陆,但是前者呈不断攀升趋势,而后者却呈相反变化趋势,未来前者可能会超过后者。这主要是由于沿海地区高温热浪敏感性显著高于内陆地区,并且二者呈现相反的变化趋势。
(2) 在全球气候变暖的大背景下,沿海和内陆地区高温热浪暴露性均在逐渐增大,同时由于沿海与内陆地理环境特质的差异,二者地形、下垫面、周边环境等存在显著不同,沿海地区暴露程度低于内陆,主要是由于近20年来,高温日数、高温热浪频次与高温热浪强度方面,沿海地区明显低于内陆地区。
(3) 沿海地区城市化进程迅速,经济、社会急剧变化,但是内部社会经济系统相对不稳定(敏感性高);而内陆地区城市化进程相对较慢,经济发展滞后于沿海地区,对高温的敏感性相对较低。
(4) 1994-2013年间,沿海与内陆城市对高温热浪的适应性都在不断增强,但沿海的适应性指数大于内陆,并且二者的差距呈增大的趋势。经济的发展拉高了沿海地区的敏感性,但同时也因具备了一定经济实力,能从各个层面减缓、适应高温热浪。
本文构建了福州与南平两市市辖区高温热浪脆弱性可比较框架并进行“暴露性—敏感性—适应性”的可视化表达,探讨了高温热浪脆弱性差异及其形成机制,为其他沿海与内陆地区制定高温热浪应对政策提供有益借鉴。值得一提的是,本文在国内率先将VSD模型应用于高温热浪脆弱性评估,研究结果基本符合客观监测数据与个体感知(叶士琳, 2015)。但考虑到国内长时间段连续数据获取的困难,以及中外人口结构与配套医疗设施的差异,本文所构建指标体系与研究框架的适用性仍需要更多案例检验与国际对比研究。
随着社会经济的发展,人类活动对区域环境的影响程度不断增强,高温热浪的区域敏感性将会逐渐增大,因此,人为增强适应性对降低高温热浪的脆弱性具有重要意义。对于高温热浪频发的地区应建立高温热浪的预警、应急体系,同时相关部门应联合建立协同应急预案;加强基础设施建设,确保热浪发生时,城市供水系统与通讯基础设施正常运行。经济较为发达的沿海城市,不能仅以发展经济为导向来规划城市,要注重城市绿化空间规划,尤其是在人口密集、空间有限的中心城区,可酌情考虑垂直绿化与屋顶绿化,以缓解城市高温热浪的影响。城市化进程较为缓慢的内陆地区,要倡导绿色低碳循环的城市化,以此减轻高温热浪对城市发展的不利影响。同时鼓励发展低耗减排的产业,以此增强高温热浪的适应性。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
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| [2] |
高温热浪诊断分析及应用 [D].Diagnostic analysis and application of heat waves [D]. |
| [3] |
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对兰州市城区进行了早、午、晚3个时段各气候要素的流动观测,模拟了兰州市城区夏季3个时段的地面热场。结果显示,兰州市夏季地面热场分布存在明显的规律性和动态演变特征。2006~2007年,在城区和郊区利用两套自动气象站连续进行了气候定点对比观测,结合兰州城区台站近70年和郊区台站近40年的常规气象观测资料,分析兰州市气温、热岛效应及热岛强度的变化特征。热场的时空分布与兰州市城市化过程中土地利用类型、人口密度、城市能耗、建筑容积率和下垫面热力性质等因素的变化有着密切的联系。
Urban thermal field and heat island effect of Lanzhou City in summer [J].
对兰州市城区进行了早、午、晚3个时段各气候要素的流动观测,模拟了兰州市城区夏季3个时段的地面热场。结果显示,兰州市夏季地面热场分布存在明显的规律性和动态演变特征。2006~2007年,在城区和郊区利用两套自动气象站连续进行了气候定点对比观测,结合兰州城区台站近70年和郊区台站近40年的常规气象观测资料,分析兰州市气温、热岛效应及热岛强度的变化特征。热场的时空分布与兰州市城市化过程中土地利用类型、人口密度、城市能耗、建筑容积率和下垫面热力性质等因素的变化有着密切的联系。
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多模式集合对中国气温的模拟效果及未来30年中国气温变化预估 [J].
<FONT face=Verdana>利用1961-1999年中国区域701个气象站气温观测资料, 分析了20个全球气候模式（IPCC AR4）在中国区域地面气温的模拟能力; 利用三因素统计方法, 先确定各模式气温模拟的权重因子, 最后对多模式做不等权重和等权重的集合模拟\.在此基础上分析了A2， A1B， B1排放情景下未来时段（2011-2040年）中国区域的气温变化。结果表明： （1）全球模式对中国区域年平均气温的空间分布模拟较好， 特别是在低纬地区及东部地区； 但年平均气温演变趋势的模拟值较观测值偏差较大； （2）两种不同集合方法都可以模拟出中国区域的升温趋势， 但不等权重集合效果略好于等权重集合； （3）2011-2040年， 相对于1961-1990时段， 多模式集合预估结果表明, 3种温室气体排放情景下中国区域年平均气温的增幅均在1 ℃以上， 其中华南地区的增幅最小， 增幅<0.8 ℃, 而西北和青藏高原南部地区增幅均在1 ℃以上。<BR></FONT>
Validation of multi-model ensemble to air temperature of China and projection of air temperature change in China for the next three decades [J].
<FONT face=Verdana>利用1961-1999年中国区域701个气象站气温观测资料, 分析了20个全球气候模式（IPCC AR4）在中国区域地面气温的模拟能力; 利用三因素统计方法, 先确定各模式气温模拟的权重因子, 最后对多模式做不等权重和等权重的集合模拟\.在此基础上分析了A2， A1B， B1排放情景下未来时段（2011-2040年）中国区域的气温变化。结果表明： （1）全球模式对中国区域年平均气温的空间分布模拟较好， 特别是在低纬地区及东部地区； 但年平均气温演变趋势的模拟值较观测值偏差较大； （2）两种不同集合方法都可以模拟出中国区域的升温趋势， 但不等权重集合效果略好于等权重集合； （3）2011-2040年， 相对于1961-1990时段， 多模式集合预估结果表明, 3种温室气体排放情景下中国区域年平均气温的增幅均在1 ℃以上， 其中华南地区的增幅最小， 增幅<0.8 ℃, 而西北和青藏高原南部地区增幅均在1 ℃以上。<BR></FONT>
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2000年以来福州地区夏季极端高温的新特征及成因探讨 [J].https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1503.14343 Magsci [本文引用: 1] 摘要
近几十年来,全球气候变暖背景下夏季中国大陆大中城市的极端高温事件趋于频繁,其时空格局发生了显著变化,并对社会经济环境造成了严重的影响。中国气象局最近发布的数据表明,福州市因高温天数最多而被称为中国"第一火炉",一度引起热议。本文利用逐日的观测资料建立了多个极端高温指数(极端高温天数、极端最高气温、平均最高气温和炎热指数等)序列,综合分析了在1960~2013年间夏季福州市极端高温的变化趋势,并与传统的"四大火炉"城市(重庆、武汉、南昌和南京)做了比较。结果表明:福州市的高温指数在20世纪60、70年代并不突出,但在1970年代末和1990年代初经历两次转折后,均有显著的上升过程,其中,极端高温天数、日最高平均气温和相对湿度在2000年左右均发生了一次显著的突变;进入21世纪后,除了在年平均极端最高气温不如重庆高外,其他各项极端高温指数均超过传统的"四大火炉"。分析还表明,21世纪初以后,中国东部沿海地区特别是福州市的极端高温是由大气环流变异引起的,其贡献主要源自低层水平和垂直温度平流的异常,而局地非绝热加热的贡献较小。此外,近十年来,西太平洋副热带高压的明显西伸也有利于夏季中国南方城市的极端高温事件的频繁发生。
New characteristics of heat extremes in Fuzhou since 2000 and the possible causes [J].https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1503.14343 Magsci [本文引用: 1] 摘要
近几十年来,全球气候变暖背景下夏季中国大陆大中城市的极端高温事件趋于频繁,其时空格局发生了显著变化,并对社会经济环境造成了严重的影响。中国气象局最近发布的数据表明,福州市因高温天数最多而被称为中国"第一火炉",一度引起热议。本文利用逐日的观测资料建立了多个极端高温指数(极端高温天数、极端最高气温、平均最高气温和炎热指数等)序列,综合分析了在1960~2013年间夏季福州市极端高温的变化趋势,并与传统的"四大火炉"城市(重庆、武汉、南昌和南京)做了比较。结果表明:福州市的高温指数在20世纪60、70年代并不突出,但在1970年代末和1990年代初经历两次转折后,均有显著的上升过程,其中,极端高温天数、日最高平均气温和相对湿度在2000年左右均发生了一次显著的突变;进入21世纪后,除了在年平均极端最高气温不如重庆高外,其他各项极端高温指数均超过传统的"四大火炉"。分析还表明,21世纪初以后,中国东部沿海地区特别是福州市的极端高温是由大气环流变异引起的,其贡献主要源自低层水平和垂直温度平流的异常,而局地非绝热加热的贡献较小。此外,近十年来,西太平洋副热带高压的明显西伸也有利于夏季中国南方城市的极端高温事件的频繁发生。
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气候变暖、城市热岛与高温热浪及其健康影响研究[D] .Global warming, urban heat island, heat wave and human health[D]. |
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我国主要城市高温热浪时空分布特征 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-6345.2013.02.026 URL [本文引用: 1] 摘要
采用1951-2005年全国主要省会城市逐日最高气温资料,探 讨了主要大城市近50年的年高温日数、热浪过程的时空变化特征.分析结果表明:长江流域地区是我国连续5天以上长时间高温热浪过程频发区.全国主要省会城 市历年高温日数变化,自东南向西北呈现出的这种“增—减—增”的趋势,但是近年来绝大多数城市呈现增温趋势.不同地域的高温呈现不同的季节内分布特征,高 温出现的早晚和强度有明显差别.
Temporal and spatial distribution characteristics of heat waves in main capital cities of China [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-6345.2013.02.026 URL [本文引用: 1] 摘要
采用1951-2005年全国主要省会城市逐日最高气温资料,探 讨了主要大城市近50年的年高温日数、热浪过程的时空变化特征.分析结果表明:长江流域地区是我国连续5天以上长时间高温热浪过程频发区.全国主要省会城 市历年高温日数变化,自东南向西北呈现出的这种“增—减—增”的趋势,但是近年来绝大多数城市呈现增温趋势.不同地域的高温呈现不同的季节内分布特征,高 温出现的早晚和强度有明显差别.
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2013年夏季我国南方区域性高温天气的极端性分析 [J].Analysis on extremely high temperature over southern China in summer 2013 [J]. |
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基于居民健康的城市高温热浪灾害脆弱性评价: 研究进展与框架 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2015.02.005 Magsci [本文引用: 1] 摘要
随着全球气候变化和城市热岛效应增强,近年来城市高温热浪灾害在世界各地频繁发生,给城市居民健康和社会经济带来了极大的负面影响。目前,国内已有的高温热浪灾害研究大多关注热浪强度、发生频率、持续时间等灾害特征,以城市居民健康作为承灾体的城市高温热浪灾害脆弱性研究尚不多见,相关的评价框架和方法亟待梳理和完善。本文从高温热浪灾害脆弱性的研究主题、脆弱性框架和定量化方法三个方面系统梳理了高温热浪灾害脆弱性国内外研究进展;在广义脆弱性概念框架的基础上完善了基于“暴露—敏感—适应能力”的高温热浪灾害脆弱性评价概念框架,并梳理了相应的指标体系;强调通过自然环境、社会经济、居民感知等多角度的定性、定量数据综合表征城市居民高温热浪灾害脆弱性,以期为高温热浪灾害脆弱性评价提供理论与方法支持,并为规避高温热浪灾害风险、响应高温热浪紧急事件及适应气候变化等提供科学指引。
Health related urban heat wave vulnerability assessment: Research progress and framework [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2015.02.005 Magsci [本文引用: 1] 摘要
随着全球气候变化和城市热岛效应增强,近年来城市高温热浪灾害在世界各地频繁发生,给城市居民健康和社会经济带来了极大的负面影响。目前,国内已有的高温热浪灾害研究大多关注热浪强度、发生频率、持续时间等灾害特征,以城市居民健康作为承灾体的城市高温热浪灾害脆弱性研究尚不多见,相关的评价框架和方法亟待梳理和完善。本文从高温热浪灾害脆弱性的研究主题、脆弱性框架和定量化方法三个方面系统梳理了高温热浪灾害脆弱性国内外研究进展;在广义脆弱性概念框架的基础上完善了基于“暴露—敏感—适应能力”的高温热浪灾害脆弱性评价概念框架,并梳理了相应的指标体系;强调通过自然环境、社会经济、居民感知等多角度的定性、定量数据综合表征城市居民高温热浪灾害脆弱性,以期为高温热浪灾害脆弱性评价提供理论与方法支持,并为规避高温热浪灾害风险、响应高温热浪紧急事件及适应气候变化等提供科学指引。
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南京市高温热浪特征及其对人体健康的影响 [J].
利用1951—2009年(6—9月)气象资料、2005—2008年(6—9月)南京市逐日死亡人数、2005—2007年(6—9月)中暑相关的逐时急诊人数，采用描述性研究、回归分析等流行病学统计方法，研究南京市高温热浪特征及其对人体健康的影响。结果表明：南京是各种级别高温和热浪频发的城市，近60年来，南京市每年平均高温日数14.5 d，危害高温日数1.1 d，高温热浪1.9次，强高温热浪0.8次；高温热浪过程造成的人群超额死亡率在20%以上，其中女性超额死亡率稍大于男性，对冠心病和脑血管病患者的伤害较大，而且不存在滞后性；由于人体的适应性，发生在夏季早期的高温热浪比发生在季节中、末阶段的高温热浪危害大，但热浪持续的时间对超额死亡率的影响较小；另外，由于城市居民工作需要和出行时间的选择，导致夏季逐时高温对人体危害呈双峰型分布，2个峰值分别出现在9:00—11:00和19:00—21:00；高温热浪对人体的危害与年龄约呈三次函数关系，对0～5岁的婴幼儿和60～80岁的高龄人群危害较大。这些结果可为人体健康风险管理提供参考。
Characteristics of high temperature and heat wave in Nanjing City and their impacts on human health [J].
利用1951—2009年(6—9月)气象资料、2005—2008年(6—9月)南京市逐日死亡人数、2005—2007年(6—9月)中暑相关的逐时急诊人数，采用描述性研究、回归分析等流行病学统计方法，研究南京市高温热浪特征及其对人体健康的影响。结果表明：南京是各种级别高温和热浪频发的城市，近60年来，南京市每年平均高温日数14.5 d，危害高温日数1.1 d，高温热浪1.9次，强高温热浪0.8次；高温热浪过程造成的人群超额死亡率在20%以上，其中女性超额死亡率稍大于男性，对冠心病和脑血管病患者的伤害较大，而且不存在滞后性；由于人体的适应性，发生在夏季早期的高温热浪比发生在季节中、末阶段的高温热浪危害大，但热浪持续的时间对超额死亡率的影响较小；另外，由于城市居民工作需要和出行时间的选择，导致夏季逐时高温对人体危害呈双峰型分布，2个峰值分别出现在9:00—11:00和19:00—21:00；高温热浪对人体的危害与年龄约呈三次函数关系，对0～5岁的婴幼儿和60～80岁的高龄人群危害较大。这些结果可为人体健康风险管理提供参考。
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高温热浪脆弱性与适应性研究进展 [J].Magsci 摘要
<FONT face=Verdana>由于全球气候变化和城市热岛效应，高温热浪成为世界范围内夏季频繁发生的极端灾害天气事件，这引起了社会各界的广泛的关注。高温热浪对人类生存、社会经济发展、水资源和生态环境造成严重威胁。本文在气候变化的大背景下，对高温热浪的定义和影响高温热浪脆弱性的主要因素等方面已经开展的研究工作进行了综述，主要包括影响高温热浪危害程度的因子、高温热浪的敏感性和适应能力三个方面。在综述国内外研究进展的基础上，对未来应对高温热浪措施和策略进行了初步探讨，旨在为减轻高温热浪危害，加强适应和应对气候变化背景下的极端事件的研究。</FONT>
Vulnerability to heat waves and adaptation: A summary [J].Magsci 摘要
<FONT face=Verdana>由于全球气候变化和城市热岛效应，高温热浪成为世界范围内夏季频繁发生的极端灾害天气事件，这引起了社会各界的广泛的关注。高温热浪对人类生存、社会经济发展、水资源和生态环境造成严重威胁。本文在气候变化的大背景下，对高温热浪的定义和影响高温热浪脆弱性的主要因素等方面已经开展的研究工作进行了综述，主要包括影响高温热浪危害程度的因子、高温热浪的敏感性和适应能力三个方面。在综述国内外研究进展的基础上，对未来应对高温热浪措施和策略进行了初步探讨，旨在为减轻高温热浪危害，加强适应和应对气候变化背景下的极端事件的研究。</FONT>
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2003年夏季中国江南异常高温的分析研究 [J].Diagnostic study of serious high temperature over south China in 2003 summer [J]. |
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北半球过去2000年气温变化的多尺度分析 [J].
对北半球过去2000a重建气温变化的多尺度分析,发现:(1)北半球过去2000a气温变化存在准6a、准11a、准21a、准43a、准86a、准247a、准914a等7个不同时间尺度的波动,并且以年际变化、年代际变化和近千年周期为主,不只是在数百年尺度上受太阳活动的驱动,在数十年尺度上也受到太阳活动的影响;(2)北半球在中世纪暖期波动幅度较小,小冰期气温振荡幅度相对较大,1400~1800A.D.这400a间是北半球最寒冷的时期;(3)在未来的几十年里,北半球气温的自然波动将极大地减低因人类活动而导致的全球气候变暖效应。
Multi-scape analysis of northern hemisphere temperature changes over past two millennia [J].
对北半球过去2000a重建气温变化的多尺度分析,发现:(1)北半球过去2000a气温变化存在准6a、准11a、准21a、准43a、准86a、准247a、准914a等7个不同时间尺度的波动,并且以年际变化、年代际变化和近千年周期为主,不只是在数百年尺度上受太阳活动的驱动,在数十年尺度上也受到太阳活动的影响;(2)北半球在中世纪暖期波动幅度较小,小冰期气温振荡幅度相对较大,1400~1800A.D.这400a间是北半球最寒冷的时期;(3)在未来的几十年里,北半球气温的自然波动将极大地减低因人类活动而导致的全球气候变暖效应。
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城市居民对高温热浪的感知: 基于福州市的调查 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201403240531 Magsci [本文引用: 2] 摘要
全球气候正在经历以变暖为主要特征的显著变化,高温热浪更是其突出表现。民众感知是适应高温热浪的重要前提与社会基础。以高温热浪发生最为剧烈的福州市为例,基于585 份问卷调查数据,分析了城市居民对高温热浪的感知及其差异。结果显示:(1)75.56%的居民能够准确感知当地气温升高趋势,85.81%的居民认为2000 年至今气温升高最为明显,感知结果与气象监测数据基本一致;(2)居民对于高温热浪影响感知水平较高,85.81%的居民认为高温热浪对个人与家人的日常生活有显著影响;(3)不同年龄段居民对气温升高趋势感知差异明显,而不同健康状况居民对高温热浪影响感知差异明显。研究对于引导城市居民采取适应措施减缓或消除高温热浪不利影响,以及政府制定适应政策具有一定的借鉴。
A study on the perception of heat waves among urban residents: Based on a survey in Fuzhou [J].https://doi.org/10.5846/stxb201403240531 Magsci [本文引用: 2] 摘要
全球气候正在经历以变暖为主要特征的显著变化,高温热浪更是其突出表现。民众感知是适应高温热浪的重要前提与社会基础。以高温热浪发生最为剧烈的福州市为例,基于585 份问卷调查数据,分析了城市居民对高温热浪的感知及其差异。结果显示:(1)75.56%的居民能够准确感知当地气温升高趋势,85.81%的居民认为2000 年至今气温升高最为明显,感知结果与气象监测数据基本一致;(2)居民对于高温热浪影响感知水平较高,85.81%的居民认为高温热浪对个人与家人的日常生活有显著影响;(3)不同年龄段居民对气温升高趋势感知差异明显,而不同健康状况居民对高温热浪影响感知差异明显。研究对于引导城市居民采取适应措施减缓或消除高温热浪不利影响,以及政府制定适应政策具有一定的借鉴。
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高温热浪的影响及其成因探讨[C]//陕西省气象学会 .Gaowen relang de yingxiang jiqi chengyin tantao[C]//Shaanxi Provincial Meteorological Society . |
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北京市高温热浪脆弱性评价 [J].URL 摘要
城市容易受到高温热浪天气的影响。为有效评价城市系统受高温热浪影响的脆弱性程度,提高其适应高温热浪影响的能力,作者在研究城市系统受气候变化影响的脆弱性基础之上,从暴露度、敏感度和适应能力等方面选择城市地区高温热浪脆弱性评价指标,构建高温热浪脆弱性评价指标体系,对北京市各区县的高温热浪脆弱性水平进行分析。研究结果表明,高温热浪日数、室外工作人口比例和65岁以上人口比例是影响北京市高温热浪脆弱性年际变化的重要因素;城市建筑密度、城市人口密度、低收入人口比例、建成区绿化覆盖率、高温预警和信息传播能力、公众对高温危害的认知程度、基础设施建设和服务水平七项指标在区别不同区域高温热浪脆弱性分布方面发挥了重要作用;2008年~2012年北京市高温热浪脆弱性水平呈现波动上升趋势,空间分布呈现出城市核心区域脆弱性最高、南部和东北部地区次之、西北部地区最弱的特征。由此,从城市管理和政策保障角度提出了政策提议。
Research on evaluation system of heat wave vulnerability in Beijing City [J].URL 摘要
城市容易受到高温热浪天气的影响。为有效评价城市系统受高温热浪影响的脆弱性程度,提高其适应高温热浪影响的能力,作者在研究城市系统受气候变化影响的脆弱性基础之上,从暴露度、敏感度和适应能力等方面选择城市地区高温热浪脆弱性评价指标,构建高温热浪脆弱性评价指标体系,对北京市各区县的高温热浪脆弱性水平进行分析。研究结果表明,高温热浪日数、室外工作人口比例和65岁以上人口比例是影响北京市高温热浪脆弱性年际变化的重要因素;城市建筑密度、城市人口密度、低收入人口比例、建成区绿化覆盖率、高温预警和信息传播能力、公众对高温危害的认知程度、基础设施建设和服务水平七项指标在区别不同区域高温热浪脆弱性分布方面发挥了重要作用;2008年~2012年北京市高温热浪脆弱性水平呈现波动上升趋势,空间分布呈现出城市核心区域脆弱性最高、南部和东北部地区次之、西北部地区最弱的特征。由此,从城市管理和政策保障角度提出了政策提议。
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城市化对北京夏季极端高温影响的数值研究 [J].
利用一个耦合了城市冠层模式（UCM）的区域数值模拟系统（WRF／NCAR），引入由 LandsatTM提取的京津冀区域30m分辨率下垫面GIS数据集代替美国USGS地表分类数据，对2009年6月24—25日出现在北京地区的一次超 过40℃极端高温天气过程进行了高分辨率数值模拟，用以考察WRF／UCM系统对北京“城市热岛”及城市高温天气的模拟效果，并分析了城市化对北京地区城 市高温和地表能量平衡的影响及其日变化特征。结果表明：采用精细化下垫面分类数据集后能更好地模拟出主要高温区的分布特征，并能较好再现夜间的“城市热 岛”效应。城市化发展对近地层气温的影响主要表现在会促使城区及其下风向近郊区气温的升高，增幅可达0．5～2℃，这与城市热岛及其下游效应有关。城市下 垫面的高粗糙度对近地层风速表现出明显的阻挡效应，表现在模拟的10m风场减弱明显。考虑了城市下垫面属性的敏感性试验更好地再现了城区温度的日变化，其 模拟的日间最高温度与实际观测值更为接近，也较好地模拟出了城区具有较高最低温度的特征。通过城区与郊区能量平衡过程差异的分析表明，城市化可以显著改变 能量平衡中各项所占的比重。地表对近地层大气热量输送过程的变化表明随着城市下垫面的日愈扩大，会显著增强白天地表对大气的向上感热输送，增大城区日间出 现高温的可能。夜间，模式反映出地表能量收入来自土壤热通量的向上输送，同样由于城区的潜热通量小，收入的能量仍主要以感热形式加热大气，夜间城区具有较 高的最低温度并表现出较强的热岛特征，主要与夜间感热加热的持续相关。
Numerical simulation for the urbanization effects on a heat wave event around Beijing City [J].
利用一个耦合了城市冠层模式（UCM）的区域数值模拟系统（WRF／NCAR），引入由 LandsatTM提取的京津冀区域30m分辨率下垫面GIS数据集代替美国USGS地表分类数据，对2009年6月24—25日出现在北京地区的一次超 过40℃极端高温天气过程进行了高分辨率数值模拟，用以考察WRF／UCM系统对北京“城市热岛”及城市高温天气的模拟效果，并分析了城市化对北京地区城 市高温和地表能量平衡的影响及其日变化特征。结果表明：采用精细化下垫面分类数据集后能更好地模拟出主要高温区的分布特征，并能较好再现夜间的“城市热 岛”效应。城市化发展对近地层气温的影响主要表现在会促使城区及其下风向近郊区气温的升高，增幅可达0．5～2℃，这与城市热岛及其下游效应有关。城市下 垫面的高粗糙度对近地层风速表现出明显的阻挡效应，表现在模拟的10m风场减弱明显。考虑了城市下垫面属性的敏感性试验更好地再现了城区温度的日变化，其 模拟的日间最高温度与实际观测值更为接近，也较好地模拟出了城区具有较高最低温度的特征。通过城区与郊区能量平衡过程差异的分析表明，城市化可以显著改变 能量平衡中各项所占的比重。地表对近地层大气热量输送过程的变化表明随着城市下垫面的日愈扩大，会显著增强白天地表对大气的向上感热输送，增大城区日间出 现高温的可能。夜间，模式反映出地表能量收入来自土壤热通量的向上输送，同样由于城区的潜热通量小，收入的能量仍主要以感热形式加热大气，夜间城区具有较 高的最低温度并表现出较强的热岛特征，主要与夜间感热加热的持续相关。
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The 2003 European heat wave [J].https://doi.org/10.1007/s00134-003-2062-y Magsci [本文引用: 1] |
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Assessing the vulnerability of social-environmental systems [J].https://doi.org/10.1146/annurev.energy.30.050504.144352 URL [本文引用: 1] 摘要
In this review, we highlight new insights into the conceptualization of the vulnerability of social-environmental systems and identify critical points of conver
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Assessment of vulnerability to climate change using a multi-criteria outranking approach with application to heat stress in Sydney [J].https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2014.08.012 URL [本文引用: 1] 摘要
We build an analogy between the structures of Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) and IBVA problems and show that a set of techniques called Outranking Methods, developed in MCDA to deal with criteria incommensurability, data uncertainty and preference imprecision, offer IBVA a sound alternative to additive or multiplicative aggregation. We reformulate IBVA problems within an outranking framework, define thresholds of difference and use an outranking method, ELECTRE III, to assess the relative vulnerability to heat stress of 15 local government areas in metropolitan Sydney. We find that the ranking outcomes are robust and argue that an outranking approach is better suited for assessments characterized by a mix of qualitative, semi-quantitative and quantitative indicators, threshold effects and uncertainties about the exact relationships between indicators and vulnerability.
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Climate change, heat waves, and mortality projections for Chicago [J].https://doi.org/10.1016/j.jglr.2009.12.009 URL [本文引用: 1] 摘要
Over the coming century, climate change is projected to increase both mean and extreme temperatures as heat waves become more frequent, intense, and long-lived. The city of Chicago has already experienced a number of severe heat waves, with a 1995 event estimated to be responsible for nearly 800 deaths. Here, future projections under SRES higher (A1FI) and lower (B1) emission scenarios are used to estimate the frequency of 1995-like heat wave events in terms of both meteorological characteristics and impacts on heat-related mortality. Before end of century, 1995-like heat waves could occur every other year on average under lower emissions and as frequently as three times per year under higher. Annual average mortality rates are projected to equal those of 1995 under lower emissions and reach twice 1995 levels under higher. An 鈥渁nalog city鈥 analysis, transposing the weather conditions from the European Heat Wave of 2003 (responsible for 70,000 deaths across Europe) to the city of Chicago, estimates that if a similar heat wave were to occur over Chicago, more than ten times the annual average number of heat-related deaths could occur in just a few weeks. Climate projections indicate that an EHW-type heat wave could occur in Chicago by mid-century. Between mid- and end-of-century, there could be as many as five such events under lower, and twenty-five under higher emissions. These results highlight the importance of both preventive mitigation and responsive adaptation strategies in reducing the vulnerability of Chicago's population to climate change-induced increases in extreme heat.
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The heat wave in France in August 2003 [J].https://doi.org/10.1016/S0398-7620(04)99017-7 URL PMID: 15107688 [本文引用: 1] 摘要
[Article in French]
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Scholarly networks on resilience, vulnerability and adaptation within the human dimensions of global environmental change [J]. |
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Heat wave hazard classification and risk assessment using artificial intelligence fuzzy logic [J].https://doi.org/10.1007/s10661-013-3170-y Magsci 摘要
The average summer temperatures as well as the frequency and intensity of hot days and heat waves are expected to increase due to climate change. Motivated by this consequence, we propose a methodology to evaluate the monthly heat wave hazard and risk and its spatial distribution within large cities. A simple urban climate model with assimilated satellite-derived land surface temperature images was used to generate a historic database of urban air temperature fields. Heat wave hazard was then estimated from the analysis of these hourly air temperatures distributed at a 1-km grid over Athens, Greece, by identifying the areas that are more likely to suffer higher temperatures in the case of a heat wave event. Innovation lies in the artificial intelligence fuzzy logic model that was used to classify the heat waves from mild to extreme by taking into consideration their duration, intensity and time of occurrence. The monthly hazard was subsequently estimated as the cumulative effect from the individual heat waves that occurred at each grid cell during a month. Finally, monthly heat wave risk maps were produced integrating geospatial information on the population vulnerability to heat waves calculated from socio-economic variables.
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IGBP Report No. 53/IHDP Report No.19 [R]. |
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Building comparable global change vulnerability assessments: The vulnerability scoping diagram [J].https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2007.01.005 URL 摘要
Advancing vulnerability science depends in part on identifying common themes from multiple, independent vulnerability assessments. Such insights are difficult to produce when the assessments use dissimilar, often qualitative, measures. The Vulnerability Scoping Diagram is presented to facilitate the comparison of assessments with dissimilar measures. The diagram is illustrated with recent research on drought vulnerabilities, showing that common insights into vulnerability may emerge if independent research teams use a common structure for organizing information about exposure, sensitivity and adaptive capacity—even if the underlying measures differ between assessments. Broadly adopting this technique, which is grounded in the “Eight Steps” methodological protocol [Schr02ter, D., Polsky, C., Patt, A., 2005. Assessing vulnerabilities to the effects of global change: an eight step approach. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 10(4), 573–595], will enable a vulnerability meta-analysis, the lessons from which may permit places to identify helpful adaptation or mitigation options without first having to conduct their own vulnerability assessments.
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Assessing vulnerabilities to the effects of global change: An eight step approach [J].URL 摘要
This paper was written as part of the Research and Assessment Systems for Sustainability Program. The Program seeks to foster the design and evaluation of strategies with which the next generation of national and international global environmental change programs might more effectively integrate and support its research, assessment and decision support activities. In particular, we intend to catalyze and contribute to four interrelated lines of work: 1) broadening the science-defined agenda for studying global environmental change to engage more explicitly the socially defined agenda for sustainable development; 2) exploring the long-term trends in nature and society that serve as currents which can be used to navigate towards a sustainability transition; 3) deepening a place-based, integrated understanding of social and ecological vulnerability to global change; and 4) exploring the design and management of systems that can better integrate research, assessment and decision support activities on problems of global change and sustainability. The Program seeks to contribute to the evolution of strategies for
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Vulnerability, resilience and the collapse of society: A review of models and possible climatic applications [M].
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The development of a heat wave vulnerability index for London, United Kingdom [J]. |
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The spatial distribution of health vulnerability to heat waves in Guangdong Province, China [J].URL PMID: 4212080 [本文引用: 1] 摘要
Abstract Background: International literature has illustrated that the health impacts of heat waves vary according to differences in the spatial variability of high temperatures and the social and economic characteristics of populations and communities. However, to date there have been few studies that quantitatively assess the health vulnerability to heat waves in China. Objectives: To assess the spatial distribution of health vulnerability to heat waves in Guangdong Province, China. Methods: A vulnerability framework including dimensions of exposure, sensitivity, and adaptive capacity was employed. The last two dimensions were called social vulnerability. An indicator pool was proposed with reference to relevant literatures, local context provided by relevant local stakeholder experts, and data availability. An analytic hierarchy process (AHP) and a principal component analysis were used to determine the weight of indicators. A multiplicative vulnerability index (VI) was constructed for each district/county of Guangdong province, China. Results: A total of 13 items (two for exposure, six for sensitivity, and five for adaptive capacity) were proposed to assess vulnerability. The results of an AHP revealed that the average VI in Guangdong Province was 0.26 with the highest in the Lianzhou and Liannan counties of Qingyuan (VI=0.50) and the lowest in the Yantian district of Shenzhen (VI=0.08). Vulnerability was gradiently distributed with higher levels in northern inland regions and lower levels in southern coastal regions. In the principal component analysis, three components were isolated from the 11 social vulnerability indicators. The estimated vulnerability had a similar distribution pattern with that estimated by AHP (Intraclass correlation coefficient (ICC)=0.98, p <0.01). Conclusions: Health vulnerability to heat waves in Guangdong Province had a distinct spatial distribution, with higher levels in northern inland regions than that in the southern coastal regions.
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