基于應(yīng)對局地氣候變化需求的深圳城市氣候服務(wù)

李磊

（深圳市氣象局，深圳市國家氣候觀象臺，深圳 518040）

0 引言

深圳作為國內(nèi)首個經(jīng)濟特區(qū)，在過去近40年所經(jīng)歷的快速城市化進程在全球范圍內(nèi)都屈指可數(shù)，在短時間內(nèi)，深圳由一個小縣城迅速擴張為人口過兩千萬的特大城市。與快速城市化進程伴隨而來的是城市下墊面物理特性和地氣之間物質(zhì)能量交換的改變，這必然會影響到城市的局地氣候環(huán)境[1]。城市化的氣候效應(yīng)盡管對城市人居環(huán)境存在有利的一方面，但更多的是不利影響——例如局地升溫導(dǎo)致的城市熱環(huán)境惡化——而在城市規(guī)劃中科學(xué)考慮氣候因素并做出合理的規(guī)劃舉措，是緩解這種不利影響的有力措施[2]。

深圳自2006年以來，針對城市可持續(xù)發(fā)展的需要展開了大量的研究，并基于研究成果展開了若干服務(wù)，其中主要的服務(wù)對象便是城市規(guī)劃部門，本文對這些研究成果進行了回顧和初步梳理，以期實現(xiàn)拋磚引玉，為國內(nèi)同行更好開展有關(guān)工作提供參考。

1 深圳的氣候環(huán)境問題

深圳雖然被公認為國內(nèi)四個一線城市之一，但其土地面積卻很小，不足2000 km2，且境內(nèi)多丘陵、山地，土地資源十分緊缺。為了獲取城市發(fā)展所需要的更多空間，必須采取相對較高密度的建設(shè)策略，而這意味著單位面積上的樓宇更多、人為熱排放更強，地表與大氣之間的物理能量交換過程更復(fù)雜，局地天氣、氣候的不確定性也更強。在全球氣候增暖和城市化快速發(fā)展的雙重夾擊中，深圳市的災(zāi)害性天氣氣候事件發(fā)生了明顯的變化，包括：極端降水事件加劇；高溫日數(shù)明顯增加，持續(xù)高溫加劇等[3]，這些變化無疑給城市帶來了相當(dāng)明顯的沖擊。

數(shù)據(jù)分析表明，深圳在過去幾十年中經(jīng)歷了一個迅速增溫的過程，其同期增溫速率遠超過毗鄰的大都市——香港，達到了約0.35±0.04 ℃/10 a，且城市化對升溫的貢獻率可能超過了80%[4]。與此同時，深圳暴雨也呈日益增強的趨勢，體現(xiàn)在：1）雨日減少但大暴雨日數(shù)卻增加；2）短歷時降水強度顯著增強（表1）。

表1 深圳市2個時段不同歷時多年年最大雨量平均值（單位：mm） Table 1 The average value of the yearly maximum precipitation for different duration in two periods of Shenzhen(unit: mm)

除了氣候變化帶來的不確定性外，城市發(fā)展自身也使得深圳在氣候變化面前的脆弱性和暴露度都有所增加，單位土地面積上的人口、經(jīng)濟總量急劇的增加，放大了在氣象災(zāi)害面前的風(fēng)險。深圳近年來幾乎每年都會出現(xiàn)因為極端強降水而導(dǎo)致的城市內(nèi)澇和大范圍的地面交通擁堵，盡管人員傷亡事件較少，但因氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失卻并不少。

得益于早期開拓者們的高瞻遠矚，深圳的城市總體規(guī)劃理念相當(dāng)先進，全市的組團式規(guī)劃格局得以長期保留，通過基本生態(tài)控制線制度保留了大量生態(tài)用地，使得山林和城市綠地一起將城市建成區(qū)分割分散。已有研究[5]表明，組團式的城市總體布局十分有利于城市氣候環(huán)境質(zhì)量的保持。然而組團內(nèi)的高密度建設(shè)仍然在一定程度上導(dǎo)致了近地面風(fēng)速的減小，過于密集的高樓不利于山嶺和海上新鮮風(fēng)的引入，容易導(dǎo)致廢熱和大氣污染物的積累，令組團內(nèi)的微氣候環(huán)境質(zhì)量不易得到改善。

深圳市的灰霾日數(shù)從1980年代中期開始增多，經(jīng)過20余年的震蕩上升，到2004年灰霾日數(shù)達到了187 d?；姻踩諗?shù)的增加是大氣環(huán)境質(zhì)量惡化的表現(xiàn)，2000年代，中期深圳公眾和媒體對深圳大氣環(huán)境質(zhì)量的擔(dān)憂達到了空前程度。然而從2005年開始，深圳的灰霾日卻突然開始轉(zhuǎn)呈下降趨勢，到2017年，經(jīng)過10年的持續(xù)振蕩下降，灰霾日數(shù)已下降到了21 d，恢復(fù)到了1990年代初期的水平（圖1）。由此可見，深圳市的大氣環(huán)境質(zhì)量在過去近40年中經(jīng)歷了從惡化到好轉(zhuǎn)的過程，將深圳的灰霾日數(shù)與人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）進行擬合，發(fā)現(xiàn)其擬合曲線完全符合環(huán)境經(jīng)濟學(xué)中經(jīng)典的庫茲涅茨曲線[6]。

圖1 深圳市灰霾日數(shù)歷年變化 Fig. 1 The yearly varation of the number of haze days in Shenzhen

因此，在審視深圳的城市氣候問題時，應(yīng)一分為二地來看：一方面，在全球氣候變暖和快速城市化的雙重影響下，城市氣候環(huán)境問題已然較為凸顯，體現(xiàn)在城市正在變得越來越熱、極端暴雨的影響越來越明顯、灰霾仍然會在大氣靜穩(wěn)、不利于擴散的時候襲擾深圳；另一方面，深圳在保護和維持優(yōu)良的城市氣候環(huán)境方面也已經(jīng)取得了顯著的成效，尤其是由于保持了組團式規(guī)劃格局、確立了生態(tài)控制線制度并及時實現(xiàn)了城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，深圳在城市高密度發(fā)展的同時仍然保持了優(yōu)良的大氣環(huán)境質(zhì)量。

2 基于可持續(xù)發(fā)展的城市氣候服務(wù)

綜上所述，深圳的氣候服務(wù)所面臨的使命是，針對深圳土地資源緊約束條件下必然要高密度發(fā)展的客觀現(xiàn)實，充分利用城市氣候科學(xué)的研究成果，為深圳的可持續(xù)發(fā)展提供科技和理論支撐。實際上，從1938年德國斯圖加特議會聘請氣象學(xué)家開展城市氣候研究、參與城市建設(shè)與管理開始，國際上氣候研究為城市發(fā)展服務(wù)的例子便屢見不鮮。法蘭克福、東京、紐約、香港等國際大都市都有氣候服務(wù)城市建設(shè)與發(fā)展的案例，具體集中在城市布局與通風(fēng)潛力、綠地系統(tǒng)規(guī)劃與熱環(huán)境、工業(yè)園區(qū)選址、降水與低影響開發(fā)等領(lǐng)域。在過去10年中，深圳的城市氣候服務(wù)充分借鑒了國際上的經(jīng)驗，將服務(wù)的發(fā)力點主要集中在城市規(guī)劃、海綿城市建設(shè)和自然通風(fēng)評估三個領(lǐng)域，這些服務(wù)在支撐城市可持續(xù)發(fā)展方面已經(jīng)起到了一定的作用。

2.1 城市總體規(guī)劃的氣象影響評估

深圳氣象部門深度介入城市規(guī)劃工作始于2006年，那一年深圳市啟動了新一輪城市總體規(guī)劃的修編工作，當(dāng)時無論是政府決策者還是普通市民，都已經(jīng)意識到氣候環(huán)境對城市發(fā)展的影響，并逐漸認同氣象因素已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的一個重要因子，因此當(dāng)年城市規(guī)劃的主管部門在總規(guī)修編中設(shè)置了氣象專題——《城市建設(shè)的氣象影響評估》。該專題主要內(nèi)容分為4個部分，分別是城市建設(shè)對氣候的已有影響、未來城市發(fā)展影響的預(yù)評估、深圳城市氣候環(huán)境優(yōu)化的發(fā)展策略以及城市建設(shè)氣候環(huán)境跟蹤管理機制。

在未來城市發(fā)展影響的預(yù)評估部分，課題組利用了當(dāng)時比較先進的邊界層氣象模式對未來情境深圳的風(fēng)速、熱島變化的可能趨勢進行了分析，發(fā)現(xiàn)：1）高密度建設(shè)與城市能耗增高有可能導(dǎo)致深圳城市熱島現(xiàn)象進一步加劇，如果未來能耗提高33%，則深圳城區(qū)的大部分地區(qū)普遍會出現(xiàn)1.0 ℃以內(nèi)的升溫，高密度建設(shè)區(qū)會出現(xiàn)高達2～4 ℃的升溫[7]；2）建筑密度的加大與建筑物平均高度的升高，將有可能導(dǎo)致深圳近地層平均風(fēng)速下降，下降幅度平均為0.2 m/s左右，這會導(dǎo)致近地層的擴散條件進一步惡化，對大氣環(huán)境質(zhì)量的改善極為不利；3）由于高密度建設(shè)與能耗升高，城市的熱環(huán)境將變得更復(fù)雜，由此激發(fā)的對流將變得更為強烈和難以預(yù)測，這有可能引起夏季極端和異常降水的增多，并增加了降水的不可預(yù)測性。從專題完成后的實際觀測數(shù)據(jù)來看，情景預(yù)測取得了相當(dāng)程度的成功，城市記錄到的夏季高溫仍然呈震蕩上升趨勢，高溫的歷史紀錄被不斷刷新；極端降水也頻繁出現(xiàn)，自2012年開始，深圳頻繁記錄到100 mm以上的滑動1 h雨量，而這在之前極為罕見。

基于發(fā)現(xiàn)的問題和預(yù)判將出現(xiàn)的問題，對如何實現(xiàn)在城市持續(xù)快速發(fā)展進程中保持深圳氣候環(huán)境的高質(zhì)量提出了一系列策略，總體上歸結(jié)為十六字方針“主動適應(yīng)、有序調(diào)整、氣候優(yōu)化、環(huán)境友好”。其中，“主動適應(yīng)”是指在城市規(guī)劃過程中，應(yīng)主動考慮深圳當(dāng)前的氣候環(huán)境特征，在城市建設(shè)布局各方面采取措施，適應(yīng)深圳的氣候環(huán)境特征，避免“逆天而行”遭到大自然的懲罰；“有序調(diào)整”則是指在城市規(guī)劃中，對城市建設(shè)布局進行調(diào)整，利用政策有序引導(dǎo)城市的生產(chǎn)、生活、交通等活動。在十六字方針的大前提下，提出了一系列具體的策略建議，包括：1）應(yīng)維持組團式規(guī)劃的總體布局；2）工業(yè)企業(yè)的選址布局應(yīng)避免氣流易輻合區(qū)域；3）應(yīng)盡量提高綠地面積并且使綠地的分布盡量分散；4）在建成區(qū)內(nèi)應(yīng)大力提倡城市立體綠化；5）應(yīng)該考慮主導(dǎo)風(fēng)向依山勢和生態(tài)廊道布置通風(fēng)廊道；6）緊鄰交通干道兩側(cè)建筑物的平均高度與干道寬度的比值不宜超過2.0；7）降低公交出行成本，提高私車出行成本，積極有效地引導(dǎo)城市居民轉(zhuǎn)變出行方式；8）建立統(tǒng)一的經(jīng)濟補償機制，對在區(qū)域環(huán)保治理中做出較大犧牲的地區(qū)進行經(jīng)濟補償。

《城市建設(shè)的氣象影響評估》專題最終完成時間為2007年，如今回頭審視，該項研究的成效相當(dāng)顯著——它與之前所開展的城市規(guī)劃氣候可行性論證相比，立意和站位都更高，不僅側(cè)重空間布局氣候效應(yīng)的分析、研判，更關(guān)注城市運行中的管理、政策層面的內(nèi)容；不僅關(guān)注自然科學(xué)領(lǐng)域的問題，更注重將自然科學(xué)的分析結(jié)論與社會管理的有關(guān)科學(xué)相結(jié)合，為深圳如何在高速發(fā)展的過程中，維持城市氣候環(huán)境的品質(zhì)提供了大量有益的建議。從那時開始，在城市規(guī)劃、建設(shè)過程中要注意保護氣候環(huán)境的意識開始深入人心，深圳政府各相關(guān)部門根據(jù)自己的職能，出臺了相關(guān)規(guī)定、工作方案、標準等管理文件，明確了保護城市氣候環(huán)境的相關(guān)條款，從而為將深圳建成一個氣候環(huán)境品質(zhì)較高的現(xiàn)代化城市提供了政策保障[8]。除此之外，深圳氣象部門也更加明確了自己如何參與到類似工作中，真正理解了把熟知的“氣象”專業(yè)語言轉(zhuǎn)化為服務(wù)對象所在行業(yè)的“普通話”的重要性。

2.2 深圳海綿城市建設(shè)

盡管在當(dāng)前的深圳，海綿城市建設(shè)幾乎已成了應(yīng)對極端暴雨沖擊理所當(dāng)然的選擇，然而在2015年申報第一批海綿城市國家試點時，深圳卻并未通過審批。而另一方面，極端暴雨的沖擊并未因試點申報失敗而停止對深圳的沖擊，2016年全年創(chuàng)紀錄地觀測到了6次單站1 h雨量過100 mm的事件，海綿城市建設(shè)在當(dāng)時已經(jīng)顯得刻不容緩。

作為深圳市負責(zé)氣候監(jiān)測的權(quán)威機構(gòu)，深圳市國家氣候觀象臺在全市建立了上百個自動氣象站，站點的數(shù)量直至今日仍然在增加中，這些站點中至少有100個已經(jīng)積累了10年以上的逐分鐘資料，為更深刻地理解深圳的暴雨特征、規(guī)律提供了堅實的保障[9]。

深圳市氣象局是全國較早推出滑動雨量產(chǎn)品的氣象部門之一，相較于過去單純采用固定小時間隔雨量統(tǒng)計的方法，滑動小時雨量監(jiān)測更能反映實際的雨強。如圖2所示，若根據(jù)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)規(guī)定按固定小時間隔記錄雨量，則在00：00—02：00，記錄到的最大小時雨量只有150 mm。如果用這個數(shù)據(jù)去做決策服務(wù)，則有可能導(dǎo)致防災(zāi)應(yīng)急部門低估災(zāi)害，因為事實上，在00：00—02：00，有1 h實際上出現(xiàn)了300 mm降水，遠大于按固定小時間隔統(tǒng)計的小時雨量數(shù)據(jù)。為避免這種情況發(fā)生，深圳市氣象局的決策服務(wù)基本上都是基于滑動雨量數(shù)據(jù)展開，通過Oracle數(shù)據(jù)庫在后臺自動生成多種歷時的滑動雨量產(chǎn)品，包括0.5、1、2、3、6、12 h等[10]。

圖2 滑動雨量產(chǎn)品的概念 Fig. 2 The concept of the moving accumulated precipitation

分析不同歷時滑動雨量事件出現(xiàn)的頻次，可發(fā)現(xiàn)過去并未被認識到的規(guī)律，例如在西部城市建成區(qū)上空，短歷時強降雨（例如0.5 h 30 mm降水）出現(xiàn)的頻次比較多；而在東部山區(qū)，則長歷時強降水出現(xiàn)的頻次比較多（圖3），這表明兩個區(qū)域的防災(zāi)重心或許會有不同，例如對城市建成區(qū)應(yīng)更關(guān)注短時強降水引發(fā)的內(nèi)澇，而東部山區(qū)應(yīng)更關(guān)注長歷時暴雨引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害——這對于深圳海綿城市建設(shè)當(dāng)然也是有指導(dǎo)意義的?；诤Ａ坑^測數(shù)據(jù)和科學(xué)分析，深圳市氣象局于2016年完成了一份題為《深圳暴雨、大風(fēng)及孕災(zāi)環(huán)境特征變化及防御建議》的決策服務(wù)報告，明確指出“在所有災(zāi)害性天氣中，暴雨對深圳的影響最為明顯”，建議“針對深圳孕災(zāi)環(huán)境特征，市政府可以通過適當(dāng)?shù)拇胧?，補強孕災(zāi)環(huán)境的薄弱環(huán)節(jié)，提升城市抵御大災(zāi)的能力”，強調(diào)應(yīng)“盡快推進海綿城市建設(shè)，通過低沖擊開發(fā)減少暴雨影響”，“盡管在2015年新公布的財政部確定資助的16個海綿城市試點中未見深圳，但即使是利用自有資金，深圳仍應(yīng)盡快推進海綿城市建設(shè)”。這份報告為深圳正式啟動海綿城市建設(shè)起了重要助推作用。

圖3 不同歷時滑動雨量頻次 （a）0.5 h 30 mm以上雨量；（b）3 h 60 mm以上雨量） Fig. 3 The number of events with different precipitation intensities(a) 30 mm rainfall in 0.5 h; (b) 60 mm rainfall in 3 h)

除了發(fā)揮助推作用外，在海綿城市建設(shè)的過程中，深圳市氣象部門還做了幾件具體的事情：一是提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為測算徑流保證率的控制雨量提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；第二是牽頭修訂新的暴雨強度公式，為海綿城市的技術(shù)設(shè)計提供標準；第三是參與暴雨雨型的設(shè)計工作。深圳市氣象局采集的分鐘級雨量數(shù)據(jù)，包括深圳國家基本站雨量自記紙電子化后的分鐘級雨量數(shù)據(jù)，為上述工作提供了堅實的基礎(chǔ)保障[11]。

除了為海綿城市設(shè)施建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐外，深圳氣象部門還在兩個方面持續(xù)推進有關(guān)工作：1）針對海綿城市的專項預(yù)警服務(wù)，基于雷達數(shù)據(jù)和臨近預(yù)報方法為部分海綿設(shè)施的啟用和停用提供指導(dǎo)，例如當(dāng)暴雨來臨前便有針對性地發(fā)提示給海綿設(shè)施管理部門，讓其啟動泵站，并跟蹤提供逐分鐘的雨量觀測/預(yù)測數(shù)據(jù)；2）對海綿城市建設(shè)的氣候效應(yīng)進行跟蹤評估，評價海綿城市建設(shè)是否在降低熱島強度、提升氣候環(huán)境品質(zhì)方面有正貢獻（圖4）。

2.3 城市自然通風(fēng)評估

高密度城市建設(shè)使得城市建成區(qū)的高層建筑日益增多，顯著的增加了粗糙度，對近地層風(fēng)速的阻尼作用非常明顯，在深圳的蔡屋圍社區(qū)，年平均風(fēng)速從20世紀90年代的3.2 m/s下降至當(dāng)前的1.8 m/s的水平，風(fēng)速下降的趨勢十分顯著。近地層風(fēng)速的下降當(dāng)然會給局地氣候環(huán)境品質(zhì)帶來不利影響，例如在夏季自然風(fēng)驅(qū)散城市能耗所產(chǎn)生廢熱的效率會降低，夏季的室外舒適度會因此而下降，而且近地層污染物的擴散效率也會降低，因此，如何獲得城市地區(qū)更好的自然通風(fēng)潛力，成為深圳城市規(guī)劃中特別關(guān)注的一個問題。

圖4 海綿城市建設(shè)熱島效應(yīng)跟蹤評價 （a）當(dāng)前深圳海綿城市試點區(qū)域；（b）光明新區(qū)近年熱島強度變化Fig. 4 The evaluation of the urban heat island effect on the sponge city construction(a) the pilot sponge city areas; (b) the yearly variation of the urban heat island intensity

深圳毗鄰的香港在2003年成為非典（SARS）襲擊的重災(zāi)區(qū)，事后分析表明，過高的建設(shè)密度導(dǎo)致空氣流通不暢，是香港地區(qū)SARS橫行肆虐的重要原因。為此，香港于2003年底啟動了空氣流通性評估（air ventilation assessment，AVA）可行性研究[12]，指出“空氣流通”對于保持城市的空氣環(huán)境質(zhì)量至關(guān)重要，在研究結(jié)果基礎(chǔ)上，香港政府在《香港規(guī)劃標準與準則》中正式加入了“空氣流通指引”，并將風(fēng)洞實驗評估作為空氣流通性評估的首選方法[13]。

受香港同行的啟發(fā)，深圳市國家氣候觀象臺匯同深圳大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院于2010年開始啟動了城市自然通風(fēng)評估技術(shù)體系的研究工作。研究小組意識到，對包括深圳在內(nèi)的多數(shù)內(nèi)地城市而言，風(fēng)洞實驗評估周期長、成本高，并不適合作為通風(fēng)評估的主要方法進行推廣，因而在整個體系的研究中，提出了以數(shù)值模擬為核心的評估方法[14]。證明數(shù)值模擬方法在自然通風(fēng)評估中的可用性只是建立整個體系的第一步，更重要的任務(wù)是要明確評估對象、評估指標、評估范圍、背景風(fēng)場數(shù)據(jù)，以及評估的管理流程等問題。

研究小組通過與深圳市規(guī)劃管理部門的多輪溝通、討論，最終形成的深圳自然通風(fēng)評估框架包括管理辦法、評估方法和技術(shù)支撐三個方面（圖5）。

圖5 深圳自然通風(fēng)評估的整體框架[15] Fig. 5 The framework of natural ventilation assessment in Shenzhen[15]

管理辦法的核心內(nèi)容是篩選什么項目應(yīng)開展自然通風(fēng)評估，例如：1）根據(jù)建設(shè)規(guī)模和性質(zhì)，對于建設(shè)規(guī)?；蜷_發(fā)強度較大的規(guī)劃、建設(shè)項目，應(yīng)進行自然通風(fēng)評估。包括用地大于5 hm2，或者總建筑面積超過10萬 m2的項目，以及其他可能產(chǎn)生潛在通風(fēng)影響的項目；2）根據(jù)空間形態(tài)，鑒于工業(yè)區(qū)和城中村建筑體量密集、高度均勻，不利于人行高度城市通風(fēng)，對位于工業(yè)區(qū)和城中村片區(qū)內(nèi)的新建項目或城市更新項目，應(yīng)進行自然通風(fēng)評估；3）根據(jù)城市背景風(fēng)場特征，根據(jù)對深圳城市氣象的觀測，對位于深圳弱風(fēng)區(qū)（即多年平均風(fēng)速較小的敏感區(qū)），或者位于濱海1 km范圍內(nèi)（即風(fēng)力較好的優(yōu)勢區(qū)）的項目，應(yīng)進行自然通風(fēng)評估。

研究小組提出根據(jù)深圳城市空間和近地面風(fēng)場特征，從評估范圍和評估標準等方面提出評估方法和技術(shù)導(dǎo)則。

1）評估范圍：深圳自然通風(fēng)評估規(guī)定了項目的評估范圍，其中包括：a.目標區(qū)域，即項目用地邊界線內(nèi)的范圍；b. 影響區(qū)域，即從項目用地邊界線向外擴展1H的范圍，H為評估范圍內(nèi)的最高建筑高度；c. 建模區(qū)域，即從影響區(qū)域邊界向外擴展2H的范圍，反映項目周邊的建筑物、構(gòu)筑物以及地形地貌特征的影響。其中目標區(qū)域和影響區(qū)域的數(shù)據(jù)都必須作為自然通風(fēng)的評估指標（圖6）。

圖6 評估范圍的層次劃分[15] Fig. 6 The sco pe of thenatural ventilation assessment[15]

2）評估標準：通風(fēng)評估選取能夠反映建筑群通風(fēng)效能的人行標高風(fēng)速比作為基本評價標準，并根據(jù)16風(fēng)向的頻率進行加權(quán)平均計算。對于深圳高密度城市空間而言，某項目評估范圍內(nèi)的風(fēng)速比數(shù)值越大，則自然通風(fēng)越通暢，其對城市總體風(fēng)環(huán)境所造成的影響也越小。

技術(shù)支撐是指開展自然通風(fēng)評估所涉及的兩項關(guān)鍵技術(shù)：1）基于GIS的快速建模及網(wǎng)格劃分技術(shù)，實現(xiàn)了城市周邊環(huán)境的自動建模，提高了自然通風(fēng)評估的可操作性；2）背景風(fēng)場數(shù)據(jù)，由深圳市國家氣候觀象臺負責(zé)提供，盡管深圳已有的自動氣象站空間密度已相當(dāng)高，但仍然難以滿足以公里為格距的網(wǎng)格化評估管理的需求。為此，深圳市國家氣候觀象臺與美國國家大氣研究中心（NCAR）合作，利用其基于張弛逼近（Nudging）的四維數(shù)據(jù)同化（FDDA）技術(shù)，生成了覆蓋深圳全市范圍的1 km格距背景風(fēng)場數(shù)據(jù)集，并通過深圳市細網(wǎng)格氣候信息平臺對全社會免費發(fā)布（圖7），這其中的技術(shù)細節(jié)可參見文獻[16]。

圖7 深圳市細網(wǎng)格氣候信息平臺展示的1 km×1 km網(wǎng)格內(nèi)的風(fēng)玫瑰 Fig. 7 The fine resolution gridded climatic information platform and its wind rose product with a resolution of 1 km×1 km

在2012年頒布的《深圳市城市更新單元規(guī)劃編制技術(shù)規(guī)定（試行）》中明確提出“對拆遷范圍面積不小于10 hm2的更新單元，應(yīng)進行建筑物理環(huán)境專項研究，研究單元空間組織、建筑布局等對區(qū)域小氣候的影響”。截至2017年，全深圳總共已經(jīng)有近100個項目進行了自然通風(fēng)評估，為保障高密度建設(shè)的同時，城市氣候環(huán)境品質(zhì)仍然維持在可接受范圍內(nèi)起到了積極作用。

3 結(jié)論與展望

過去十余年時間，深圳市氣象部門基于城市可持續(xù)發(fā)展的需求，展開了大量城市氣候研究和服務(wù)，并已經(jīng)取得了不少成就，這使得深圳在高密度發(fā)展和人口高度密集的背景下，仍然保持了較好的氣候環(huán)境品質(zhì)（宜居的氣候環(huán)境品質(zhì)本身也是深圳吸引越來越多人口的重要原因）。這些成果的取得這一方面得益于深圳市決策者對于氣候環(huán)境的高度重視，另一方面也與深圳市氣象部門的特殊體制有關(guān)，由于深圳市氣象局長期為屬地管理體制，如何為地方經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)，成為其天然使命，也促使其更好地思考與城市可持續(xù)發(fā)展的問題，并主動融入推進有關(guān)工作不斷取得進展。

然而應(yīng)該看到，隨著經(jīng)濟水平的提高和人民對美好生活的向往和要求不斷提升，氣象為城市可持續(xù)發(fā)展和科學(xué)規(guī)劃建設(shè)服務(wù)的步伐不應(yīng)該也不可能停止，未來無論是觀測研究、評價方法研究還是策略研究都將朝著更精細化的方向發(fā)展，以應(yīng)對城市發(fā)展中可能出現(xiàn)的各種新問題。有理由相信，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展以及城市居民對安全、舒適不斷提高的需求，深圳在氣象科學(xué)和規(guī)劃科學(xué)、管理科學(xué)的交叉領(lǐng)域有望取得更多成果，城市的氣候環(huán)境品質(zhì)也將有望得到進一步的提升。

致謝：本文在寫作過程中得到了深圳市城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司俞露高級規(guī)劃師和深圳大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院袁磊教授的大力支持，在此表示感謝。