城市与气候变化的六大研究重点
23.03.2018 18:54
本文来源: 气象
城市亟需应对气候变化。当前，全球人口超过一半居住在城市，75%能源利用的二氧化碳排放量来自于城市。实现2015年《巴黎协定》中把升温控制在不高于工业化前水平2°C的目标需要保持在一定的“碳预算”范围内，2017年后二氧化碳排放总量不能超过800千兆吨。实际上，当前大多数二氧化碳排放增加都将发生在发展中国家。
城市越来越容易受到极端天气的影响。这些城市大多分布于泛滥平原、干旱地区和沿海地区。2017年，东南亚城市多次发生洪灾，比如孟加拉国的达卡和印度的孟买，超过1000人丧生，4500万人流离失所。加利福尼亚近郊和巴西里约热内卢也经历了干旱、林火、洪水和泥石流。南非的开普敦自2015年来一直受极端干旱侵袭。到2030年，数百万人将受到此类极端事件的影响，潜在经济损失将达到4万亿美元。
与此同时，城市科学也在不断发展。城市规划者和决策者需要科学知识帮助他们管控风险，制定气候减缓和适应战略。当前，科学家更倾向于把城市看作复杂的系统，与社区开展更为紧密的合作。新概念也层出不穷，比如“智慧城市”。
然而，城市研究的范围和可适应性也面临诸多障碍：缺乏长期城市气候研究和影响分析。研究经费集中于单一学科或一些地区和国家需求，这样的结果是跨学科项目和区域比较分析可能得不到相应的资金支持。几乎没有网上平台能够为城市共享信息。
科学需要在城市决策和实践中发挥更有力的作用。城市和气候变化研究应考虑六项重点：
第一，扩大观测范围。研究人员和城市管理层需要扩展城市数据的数量和类型。最大的差距出现在全球欠发达南部。实际上，非正式定居点的数据很稀少甚至不存在。还需要加强数据的可获得性、覆盖面、质量、分辨率和可靠性，数据记录也需要进行标准化处理。需要利用卫星、无人机和自动汽车进行遥感，以模拟稠密的城市框架。
需要进行可靠的温室气体数据盘点（包含个人居所、工厂、道路），并采取措施核实数据。大多数政策决策者和行业人员仍依赖城市范围或者国家的排放数据。追踪大气污染的来源和类型，包括甲烷、臭氧、黑炭和气溶胶。因为减少排放量不仅有助于公共健康，也有助于气候减缓。
为理解洪水在更大范围的影响，应把地下管道、电缆网络以及建筑物隐藏空间和地下部分都绘制在地图上。研究人员还需要了解在发布极端天气事件预报时，人们和基础设施与公共空间如何相互影响。
技术数据需要辅助吸收消化不同视角和本地化知识。需要建立全球城市“观测站”网络，当前研究和长期观测的重点正是各种各样的城市。数据、研究和实践应进行网上共享。为确保可信性，需要核实数据，确保公开透明。研究人员和行业人员需要制定监管、安全、伦理和参与机制。当然，也存在隐私和安全方面的担忧。
第二，理解气候的相互作用。气候过程极为复杂，尤其是在城市层面。比如，在中国的一些城市，随着细微颗粒物影响云层，大气污染可能带来更强降水。不透水的路面，比如混凝土和沥青，可以储热，减少蒸发型降温，放大城市热岛响应。
需要进行不同情境下的城市对比研究，从而解释这些相互作用，找到应对方案；了解城市形态、建筑材料和人类活动如何影响大气循环、热量和光辐射、城市能源以及水资源预算。
气候模式需要考虑城市化因素，适用于城市和社区层面。热浪、海岸侵蚀和洪水泛滥等情景需要高分辨率风险评估方法。需要对比和使用基准来衡量不同的方法和模式，并评估地区脆弱性和能力。
第三，研究非正式居住地。到2050年，主要来自全球欠发达南部地区的全球30亿人将生活在贫民区：缺少社区治理，土地没有发展区划，受气候灾害威胁、缺乏良好居住环境和基本服务也会对个人和家庭造成更多的风险。
需要设计出适合这些社区的模型和分析工具，因为北方世界采取的措施无法移植于此。数据匮乏，非正式的社会经济过程，以及地区能力有限等因素都应该考虑在内。
第四，需要对政策进行评估。例如，埃塞俄比亚的阿达玛和默克莱通过扩大可开发土地促进周边地区经济适用房建设。从长期看，政府掌握土地使用权能够节省精力；可以规划和系统建设大规模基础设施和公众空间网络，无需改造设计不佳的地区。非正式居住地可为可持续发展提供经验。这里的居民擅长利用稀缺资源，重复利用废弃物。气候减缓努力应当为居民生计、人类福祉以及非正式经济提供支持。
第五，利用颠覆性技术。数字革命正在改变城市。例如，城市共享流动性方案改善了大气质量，推动了社会融合，并缓解了交通拥堵。全球范围利用共享电动车将使全球汽车存量减少三分之一。研究人员需要清楚积极与消极结果的诱因，以及影响方式，比如通过信息和通讯技术推动共享出行。
全球欠发达南部地区需要开发低价的、能够减少未来基础设施碳强度的材料和技术。例如，可以使用水泥吸收更多的二氧化碳。实际上，水泥生产是人类碳排放的第三大来源，仅次于化石燃料燃烧和土里利用变化，其二氧化碳排放量占全球化石燃料和工业相关排放的5.6%。此外，一些轻质摩天大楼利用了“碳中和”的木材和竹制材料。这些材料需要生产过程可持续，成本低廉。固有环境可融入植被走廊、绿色园区、芦苇地和低洼地区来减少洪水和热浪风险，同时提高生物多样性和碳储存。
第六，支持变革。需要大胆的战略实现低碳、具有灾害抵御能力的城市。例如，中国的海绵城市倡议通过增加绿色空间，恢复湿地，利用可透水材料吸收雨水减缓径流。还需要了解如何通过政策和激励措施改变居民的生活方式和消费模式，建设零排放社区和城市。
要寻找激发更多成功的区域性创新，了解全球可持续背景。城市是具有全球影响力的开放、复杂、动态系统。出于善意的地区行动可能将问题转移到其他行业或未来。比如说，城市打击能源密集型生产可能会把问题转移至监管相对较少的地区，对减少碳排放不利。
需要系统方法实现全球气候变化目标、联合国《新城市议程》以及可持续发展目标。需要了解城市过程及其影响之间的相互作用、权衡和协同。这需要进行各个规范和治理方面的协同工作。
下一步，研究人员、政策制定者、行业人员和其他城市相关利益方需要加强合作，群策群力。大学应该支持数据平台和长期研究项目，分享本国和全球的经验。科学家应该更多地参与相关政策和实践。现在已经有城市建立了科学咨询委员会，由首席科学顾问领导。这些举措有助于提高科学的关注度、能力建设、领导力，以及提供接触点。
机构需要为跨领域研究和对比研究提供资金支持，尤其是在全球欠发达南部。城市可以规定竞标大型可再生能源和可持续交通政府计划的企业为相关大学研究计划提供资金支持。城市应开发商业模式和伙伴关系来加速试验，激发更多的创新和技术。
网上平台不仅进行数据共享，还需帮助研究人员、政策制定者、从业人员和居民发现问题，寻求解决之道，尝试衡量有效性，形成学习过程。
缓解城市气候变化及适应方面的研究和创新得到的支持必须与问题的量级相符。
本文来源: 气象
23.03.2018 18:54