氣象與城市生態(tài)環(huán)境水環(huán)境與氣象條件的關系

城市水環(huán)境包括河、湖、水庫等城市地表水系、地下水和排水管網，沿海城市還包括近海，高原城市還包括附近的冰川和積雪。與鄉(xiāng)村相比，城市水環(huán)境具有的淡水資源十分有限，大多數城市需要從系統(tǒng)外補給城市水環(huán)境自成體系，各個子系統(tǒng)之間相互關聯，既可以相互污染，也可以相互凈化城市水環(huán)境的自凈能力遠遜于自然生態(tài)系統(tǒng)與鄉(xiāng)村生態(tài)系統(tǒng)。

城市水環(huán)境質量雖然主要取決于水文規(guī)律和人類活動，但也與氣象條件密切相關。降雨既可以稀釋水體減輕污染，也有可能將地面上的廢棄物沖入水體，從而加重水環(huán)境的污染。高溫可角1快富營養(yǎng)化水體的藍藻生長繁殖，如2007年夏季的高溫就使北京的上莊水庫和城內多個湖泊發(fā)生水華，無錫附近的太湖水體更發(fā)生了藍藻大爆發(fā)，度導致飲用水荒。高溫還可加快水中化學污染物質的揮發(fā)。低溫通?？蓽p少污染物的揮發(fā)，但在水體結冰的情況下會延緩污染物往下游的排泄和稀釋。持續(xù)干旱使上游來水量劇減，徑流減少，城市水體得不到補給和更新，易使水質惡化。

地質環(huán)境指地球表面以下堅硬的巖石層。城市如果建在地質不穩(wěn)定地區(qū)，會導致地質災害的多發(fā)，如地震、土崩、滑坡、泥石流、地陷、海侵等。另一種情況是人類活動改變了原有的地質特征，從而造成或加劇了某些地質災害，如過量抽取地下水導致地面下沉，礦并的采空區(qū)發(fā)生塌方或塌陷地震，人類向地質環(huán)境大量排放廢棄物導致地表有害化學元素的濃度升高等。

地質環(huán)境變異的驅動力有內部與外部之分，內部驅動力來自地殼的運動，外部驅動力包括氣象、生物與人類活動的影響，其中氣象條件具有非常重要的作用。在具有光滑基巖與風化物堆積的情況下，滑坡、泥石流等山地災害是否發(fā)生主要取決于水分條件，特別是暴雨是主要的誘發(fā)因素。在凍融強烈的地區(qū)，建筑工程對氣象條件的要求更高。長期干早之后的突降大雨容易引發(fā)土石工程的塌方。長期于早缺水是誘導人們超量提取地下水，導致地面下沉的主要動因。

城市大氣環(huán)境包括大氣的物理狀態(tài)與化學成分兩個方面。大氣物理環(huán)境包括氣溫、空氣濕度、太陽輻射、地面反射與紅外輻射、降水等，化學環(huán)境包括空氣中的氧氣、二氧化碳、水汽、惰性氣體、污染性氣體、氣溶膠懸浮物及各種離子。大氣物理環(huán)境短時間的表現形式是天氣現象，長時期的表現是一個地區(qū)的氣候特征。大氣化學環(huán)境的表現形式是空氣質量，特別是有無大氣污染及其程度。

狹義的大氣環(huán)境1司題主要指大氣的化學環(huán)境，即空氣質量與大氣污染。

狹義的氣象條件主要指大氣的物理環(huán)境。大氣物理現象雖然并不改變其物質成分，但對于大氣污染物的移動、轉化及對人類的危害程度有很大的影響。城市所特有的局地氣候特征對城市上空的空氣質量有很大影響。由于城市中風速小，靜風天氣多，塵埃與云霧多，加上污染源也多，絕大多數城市的大氣環(huán)境質量都要比鄉(xiāng)村差，目前我國控制質量最好的較大城市大多都處于沿海。關于城市大氣污染的成因及防御對策第三章中已有論述，這里不再重復。

城市系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境包括地質環(huán)境、大氣環(huán)境、水環(huán)境、生物環(huán)境、城市物理環(huán)境與化學環(huán)境，是由地球表面各大圈層，以及地球各圈層與人類建筑物及各類人工設施間相互作用形成的。而上述各類環(huán)境因素之間又有著復雜相互影響的關系，但由于空氣無處不在和物質循環(huán)的速度最快，周期最短，加上天氣的千變萬化，氣候類型的多樣，使得大氣環(huán)境在各類環(huán)境因素中處于最活躍的地位，對其他環(huán)境因素具有廣泛和深刻的影響。

城市生物環(huán)境以樹木、草地、花草等植被為主，還包括城市里的動物、鳥類與昆蟲，以及各種微生物。與自然生態(tài)系統(tǒng)和鄉(xiāng)村生態(tài)系統(tǒng)相比，城市生物的數量少，密度低，而且結構單一，受人類活動的影響很大。由于我國是人多地少的國家，城市綠地面積不可能比例很大，更增加了改善城市生物環(huán)境的困難。以林草為主的植被對于改善整個城市的環(huán)境質址具有非常重要的價值，不僅可以凈化空氣和水體，還提供了宜人的景觀。

除上述環(huán)境問題外，現代城市還存在噪光、噪聲和電磁污染等物理環(huán)境問題，同樣對城市居民點健康造成一定危害。噪光主要是一些高層建筑過多使用各色玻璃墻面強烈反射陽光造成的，可使人目眩眼花。噪聲主要是交通工具和機械作業(yè)產生的，可嚴重損害聽力。電磁污染來自一些大型電器和電子設備。雖然這些物理環(huán)境問題主要由人為因素造成，但氣象條件對于其危害程度有很大影響。如陽光強烈可加重噪光，雨天可在一定程度上掩蓋噪聲，雷電可加重某些部位的電磁污染。

交通是城市系統(tǒng)與外界進行人員與物質交換的主要手段，也是廣義城市生命線系統(tǒng)的主要組成部分。交通的中斷將導致整個城市系統(tǒng)的癱瘓和功能的喪失。

作為城市系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，城市交通系統(tǒng)由交通工具、交通基礎設施、交通管理機構和交通企事業(yè)單位及從業(yè)人員等幾部分組成。按照交通方式的不同，又可分為城市道路交通、城市軌道交通、城市水運交通、城市航空交通等。按照運輸對象的不同，分為客運和貨運兩大類。進一步劃分，城市道路又有高速公路、主干道、一般道路和街巷之分，水運又有海運與河運之分。

在城市交通系統(tǒng)的各種環(huán)境因素中，氣象因素是影響最大和最經常的。這些影響包括對交通基礎設施建設和施工的影響，對交通工具運行狀態(tài)的影響，對交通從業(yè)人員工作效率的影響等。這些影響有有利的方面，即有利于施工和交通運行的天氣和氣候條件，也有不利的方面，即影響施工和交通運行。氣象條件對城市交通的不利影響集中體現在由氣象因素直接或間接引發(fā)的交通事故上。

由于下墊面性質的改變和大量高強度的人類活動，使城市氣候具有與鄉(xiāng)村不同的特點。城市交通系統(tǒng)也遠比鄉(xiāng)村發(fā)達和密集，由此造成氣象條件對城市交通的影響要比對鄉(xiāng)村交通的影響大得多，且具有很不相同的特點。例如城市里的軌道交通、立交橋與隧洞都是鄉(xiāng)村所沒有的，而鄉(xiāng)村的馬車、拖拉機運輸在城市里也沒有。熱島效應和霧、霾對交通的影響，城市明顯大于鄉(xiāng)村但洪水、冰雪和凍融對交通的影響，鄉(xiāng)村通常要大于城市。

破壞性地震是最強烈的一種地質災害，由地質板塊相互擠壓和碰撞所釋放的能量遠大于一般的氣象災害。但地震發(fā)生之前往往存在一些氣象異?，F象，特別是持續(xù)的嚴重干旱。有些地震在發(fā)生之后還會出現強降雨或強降溫天氣。發(fā)生在山區(qū)城鎮(zhèn)的強烈地震會引發(fā)大量的滑坡、泥石流等次生地質災害，從山坡崩落或滑塌的土石填淤山間河谷往往形成堰塞湖，將河流的水位抬高后，一旦潰決，洪水沿峽谷直瀉可造成毀滅性的破壞。1933年8月5日四川茂縣發(fā)生7.5級地震，使疊溪古城毀于一旦。地震中的山體崩落土石頓時形成了三大埝壩，導致岷江的主流斷流，回水倒流使水位上升300余米，淹沒大片農田和房屋，并形成大小海子11處。震后一個多月，岷江上游陰雨連綿，江水驟漲，各海子湖水與日俱增。10月9日下午7時，疊溪海子瀑潰，積水傾瀉涌出，浪頭高達20丈，壁立而下，濁浪排空。急流以30 km/h的速度急涌茂縣、汶川，下游的岷江各縣也接連遭災，據不完全統(tǒng)計死亡人數壑在2500余人。2008年5月12日汶川8級地震之后同樣出現多次降雨，形成了34個堰塞湖，其中規(guī)模最大的唐家山堰塞湖到6月10日最高水位時已積聚數億立方米水量。為確保人民生命財產安全，下游綿陽市緊急疏散了15萬人，經武警部隊頑強奮戰(zhàn)，到6月18日已基本排除險情水土流失主要包括水蝕和風蝕。我國的黃土高原是從西北沙漠、戈壁的沙塵沉降形成的。冬春的干旱使表上干燥而疏松，進入雨季突降暴雨，可以引發(fā)嚴重的水上流失。以初夏為最嚴重，因為這時的植被還不能充分覆蓋，而表土仍然十分疏松。降雨的強度越大，沖刷和流失就越嚴重。

城市軌道交通主要包括城市鐵路和地下鐵道，山區(qū)城市還有纜車，有些城市還有有軌電車。城市軌道交通除有軌電車外，都是封閉運行，一般不會發(fā)生沖撞行人的交通事故。但是軌道交通運行速度很快，體積和重量大于汽車，慣性很大，一旦發(fā)生交通事故，撞擊力很大，破壞性很強。纜車雖然運行速度不快，但一旦失事墜落，破壞力也是很大的。

影響鐵路交通的氣象條件與公路相似。我國每年發(fā)生鐵路交通事故一萬多起，死亡八千多人。其中主要鐵路干線平均每年因洪水沖斷橋梁、涵洞或路基而中斷交通在100次以上，像1963年海河流域洪水、19"para" label-module="para">

鐵軌積雪，車輪易打滑空轉，有時還會出軌。積雪厚達40 cm時，行車速度降低；達70cm時需要清除積雪才能通行。1992年11月18日到20日東北中南部特大暴雪，沈陽鐵路局有9000多千米鐵路無法正常運行，停運或折返客車230多列、貨車近千列，鐵路部門組織了"para" label-module="para">

凍雨倒塔造成的停電可迫使電力牽引機車停止運行，2008年1月25日下午湖南省郴州市白石渡的10萬伏高壓線塔因凍雨倒下，搭在2.5萬伏的鐵路接觸網上。4小時后N582次列車被迫剎車。京廣線郴州至衡陽段至少發(fā)生3處險情，造成7000多次電力中斷，未燒毀的接觸網也被冰雪包裹險象環(huán)生。截止到1月25日晚已有數十輛列車被迫停在沿線。

大風對鐵路設施可造成損害，并使火車運行速度降低，側面強風甚至可以使列車傾覆。我國內地各大城市規(guī)定的安全臨界風速一般為22 m/s,超過這一風速，列車應停駛待命。新疆風口地區(qū)的規(guī)定是32 m/s.2003年4月從吐魯番到烏魯木齊途中的三十里風區(qū)連續(xù)刮12級大風并伴隨強沙塵暴，有一列火車被顛覆，列車運行停止了4天。

濃霧對列車運行也十分不利，司機往往不容易看清前方的信號燈，稍有不慎就可能發(fā)生撞車或出軌事故。

城市的地下鐵道受外界環(huán)境的影響相對小些，但北京也發(fā)生過暴雨后雨水灌進地下車站和隧道的事故。地下鐵道全靠通風系統(tǒng)保持空氣的新鮮，要注意沙塵天氣對通風換氣質量的影響。臺北市地鐵在一次臺風暴雨襲擊中曾有13個車站被灌進水。