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南昌市工业园区建设与气候安全
严春银1，唐传师1，胡久涛2，王卫阳3
（1. 南昌市气象局，江西 南昌 330046；2.新建县气象局,江西 南昌 330100；
3.铅山县气象局,江西 上饶 334500）
摘 要：提出了正确认识工业园区气候安全的重要性，分析了南昌市主要气候特征，并据此阐述了强降水、气温、风等主要气候要素对工业园区建设与发展的影响，从而初步提出了南昌市工业园区气候安全的保障措施。
关键词：工业园 建设 气候安全
中图分类号：Ｐ４6；F403 文献标识码：B 文章编号：1007－9033（2004）04－0039－04
气候及气候变化问题已成为社会经济发展的全球性重大问题，气候也直接影响到工业园区的安全运行。高度重视气候安全，合理利用气候资源，科学规避气候风险，对工业园区健康快速发展具有重要意义。
1 气候安全
1.1 气候安全与社会经济可持续发展
气候作为自然资源和自然环境的重要组成部分，是人类生存、经济发展和社会进步的基本条件之一。气候的任何变化，对自然生态系统、社会经济发展有着重大影响。气候异常以及气候变化对我国包括粮食生产在内的食物安全具有直接威胁，水资源短缺问题也正在成为影响我国经济发展和社会进步的主要制约因素，全球变暖、风暴潮灾害增加等现象可能对我国沿海地区基础设施、生态系统带来巨大影响。气候及气候变化问题，不再单纯是大气科学问题，它已成为与社会经济可持续发展、资源和环境保护，乃至与国际政治和外交密切相关的全球性重大问题。
本世纪头20
a是我国加快经济发展、融入经济全球化、全面建设小康社会的关键时期，也是南昌建设花园式城市的关键时期，提前警觉和评估气候和气候变化可能给经济发展造成的影响，及时评估并制定相应的发展战略，对保障食物安全、水资源安全、能源安全和人体健康以及可持续发展等具有重要意义。
1.2 工业园区的气候安全
影响南昌市工业园区建设与发展的气候安全因素主要是降水、气温和风。工业园区的气候安全是指正确认识工业园区气候及气候变化问题，了解当地气候变化规律，充分利用当地气候资源，积极预防极端气候事件造成的不良影响，趋利避害，减轻或避免气候变化带来的损失，从而在复杂的气候变化背景下，实现工业园区健康、安全、快速发展。
依托工业园区办工业，是南昌打造现代制造业基地的一项重要措施[1]。南昌地理环境较为复杂，气候背景决定了境内暴雨、高温、大风、雷电等气候要素变化引起的各种致灾因子不确定性很大，必须科学合理预防。以南昌经济技术开发区为例，该区是全国49个国家级开发区中唯一“依山傍水”的工业园，青岚、科技路、麦庐3条水系穿园而过，并有大片山地，防汛、防雷、防地质灾害等气候安全因素很多。如果缺乏科学预防与减灾措施，将直接影响到该园的健康快速发展。
2 影响南昌市工业园区气候安全的主要气候要素特征
2.1 大强度降水
南昌市年降水量平均为1 600 mm左右（按1951～2000年资料统计，下同）。其中4～6月是降水集中期，平均降水量为787
mm，约占年降水量的50%，并且期间降水具有强度大、持续时间长的特点，对生产和生活有较大影响。南昌市大强度降水特点主要体现在4个方面：
一是日降水量比较大。日最大降水量（20 ～20 时）为1973年6月 24日的289.0
mm。二是暴雨日多。1951～2000年共有278个暴雨日，平均每年5.56个。其中5
～7月暴雨日较多，占全年的67%。三是连续大～暴雨过程累计降水量大。如果按日降水量超过100 mm或过程降水量超过200
mm（期间每天日降水量达到大雨）的标准进行统计，则连续大～暴雨过程共有40余次。其中过程降水量最大的出现在1973年6月21日～6月25日，过程降水量达649.2
mm；而2003年6月24日～25日2 d降水量也高达356.3 mm 。四是短时强降水强度大。1951～2000年12 h降水量超过100
mm的情况共有20次，约2 a一遇。
2.2 极端气温
南昌市年平均气温一般为16.9～18.8 ℃，极端最高气温是1961年7月23日的40.6
℃，极端最低气温是1991年12月29日的-9.7 ℃。
南昌市35 ℃以上的高温平均每年有24.6 d，以1978年50 d为最多，1997年2 d为最少。38 ℃以上的酷热日数平均每年有1.8
d，以1966年和2003年的9 d为最多。
2.3 大风
南昌市年最多风向为NNE，年最少风向为WNW，年平均风速为3.3
m/s。全年7月最多风向为偏南风，其余各月最多风向均为偏北风。南昌市全年、1月、7月风向玫瑰图如图1所示。图1中每格频率为5%，中心为年静风频率，实线为全年风向频率，点线为1月风向频率，断线为7月风向频率。影响南昌市的大风主要有冬春季的冷空气大风和春夏季的雷雨大风。根据气象学定义，大风指瞬间风速达到或超过8级（≥17
m/s）的风。但是，6级（10.8～13.8
m/s）以上的大风就会对人的活动、工农业生产造成影响。资料统计表明，南昌历年6级以上大风平均每年出现37次；8级以上大风平均每年出现6.7次，最大风速为
1974年2月23日的30.7 m/s。
3 主要气候要素对工业园区安全的影响
3.1 降水的影响
强降水会造成很大的地表径流，洪水会冲毁建筑物、公路路基和桥梁，中断交通，在山区还可能引发泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害，在城市会出现街道积水、房屋进水，淹没工厂、机器等。而降水显著不足，会影响工业园区的生产、生活用水。
2003年6月24～25日，南昌出现历史罕见的特大暴雨，城市出现严重积涝,
24日17时～26日17时，青山湖电排站累计排除积水637万m3。积涝引发多起事故：6月25日7时40分，南昌市洪城路洪桥停车场内，1辆装有大量电石的货车因被浇湿而发生爆炸；16时10分，在南昌国家高新技术开发区，1辆小轿车由于路面积水过多迷失方向而
“开”进了艾溪湖；南昌市扬子洲境内京九铁路护坡严重滑坡，上行列车被迫临时改道从下行线逆行而上，1列火车在赣江大桥上被阻近3
h。与此同时，积涝还造成了市区交通困难，部分路段极为拥挤或中断，许多车辆因水淹熄火而滞留街头，市民趟水上班，三轮车成代步工具，许多店面进水，货物受损。
3.2 气温的影响
空气温度的高低直接影响园区工作人员的生理机能和情绪，影响采暖、空调的成本，严重时会引发电网过载停电、设备降温难、生产材料易燃等。
人体对高温和严寒都有适应的上下限。当气温超过了人体生理极限时，就会发生中暑、冻伤、休克，甚至死亡等伤害事件，从而直接影响到工业园区员工的健康。据测量，人体皮肤温度大约是32
℃。当气温高于32
℃时，空气就会对人体加热，使人产生热感。如果气温继续升高，特别是在强烈日光照射或通风状况不良的环境中进行体力劳动，体内热量来不及散发，易发生中暑[2]。据武汉气象台统计，最高气温≥37
℃时，中暑人数将会急剧增加。
根据美国采暖、制冷和空调工程学会（ASHRAE）的调查[3]，当室内风速设定为0.35 m/s时，人体反应舒适的气温范围是：冬季20～24
℃，夏季23～27 ℃。根据我国卫生部门的研究，人体产生寒冷曲折点的室温下限是10 ℃左右。只要建筑物密闭情况良好，室内外温度可以相差5
℃左右。也就是说，当室外温度高于5
℃时，室内不采暖，短时间也可以基本满足人体的生理要求。对于夏季空调来说，其设计负荷主要由夏季室外空气状态决定。采用冷源来冷却降温时，使空气温度降低1
℃所需的成本，比使空气温度升高1
℃要高几十倍。因此，夏季空调气象参数设计更显重要。为了防止由于环境气候引起室内过冷或过热，可以通过建筑热工设计，在建筑规划、设计、设备和建筑材料选用等方面予以考虑，以节约空调成本。
3.3 风的影响
工业园区的风向与风速，可以影响空气污染物的稀释与扩散，以及工业园区建筑物的风荷载和室内通风。风对空气污染物的主要作用是平流输送，即以平均风速把污染物向下风方向输送。风速愈大，移动愈快，下风方向的污染浓度愈低。同时，风对污染物具有稀释作用。由于风的阵性，不仅风向不断摆动，风速也不断变化，从而把受污染的空气与其周围的空气进行混合，使污染物的浓度降低。
风对工业园区的影响还表现在强风的影响方面。风会对建筑物产生风压和风振，强风会影响建筑施工的安全，会损坏建筑物的结构，造成房屋倒塌，危及人的生命安全。对航空运输而言，强大的与跑道方向垂直的侧风会对飞机的起降造成危险。在公路运输方面，大风携带的大量雨滴或沙粒，会影响汽车行驶的视线和速度，导致事故增加，甚至中断交通。另外，大风还会对桥梁、车辆、电讯设备、输电线路等造成危害。
4 工业园区气候安全的保障措施
从应用气候学的角度，可以从制订规划、分析气候资源、工程设计、气候评价、生产管理5个环节着手，在对影响工业园区的主要气候安全因素特征进行分析的基础上，采取多种措施，统筹兼顾，综合考虑。
4.1 高度重视气候评价 科学进行工业园区规划
将气候学与城市规划相结合，并用于指导工业园区规划的实践，必须从战略上、宏观上重视气候安全和生态问题，加强对气候安全问题的统筹研究，改进规划方法。特别是要加强对工业园区的选址、规划的管理，强化气候影响评价在园区选址、园内规划等环节上的参与。强降水的安全保障主要从园区选址、交通及排灌设施的规划上考虑；温度的安全保障主要从园区规划、绿化、室内空间设计等方面考虑；南昌的风具有特殊性，应特别注意年最小风频，避免园区工业废气对城市空气质量的影响。
工业园区规划要注意最优决策问题。由于气象灾害是一种偶发性、突发性自然灾害，如果某年气候状况偏离平均状况较多，超出工业园区设计的气候安全保障，则会形成灾害，造成较大的经济损失。但如果一味提高气候安全保障要求，过分强调异常气候事件，则在大量的正常年份里又没有充分利用当地的气候资源，没有充分发挥气候安全保障措施的作用，就会造成资源和投资的浪费。
4.2 合理部署绿化格局 降温减噪减缓风速
良好的绿化不仅是现代工业园区文明的象征，而且对改善工业园区大气环境、降低气候风险有着重要的作用。据研究[4]，比较理想的城市人均绿地面积应在25
㎡以上。西方发达国家城市绿化覆盖率很高，特别是西欧、北欧，一般超过50%。
绿化具有降温作用。这是因为绿地的植被蒸腾与土壤表面水分蒸发需要消耗大量的热量，从而大大削弱了地面向大气输送热量的能力。据北京等地观测表明，公园绿地的晴天日平均气温比未绿化的天安门广场气温要低1～2
℃，绿树成荫的街道甚至比非绿化居民区气温低4
℃左右。同时绿化还能缩短高温持续时间，降低夜间气温，为人们赢得宝贵的休息时间。绿化降温效果与绿化结构关系密切。一是要垂直绿化，既要有草地，又要有树木。二是要尽可能利用空地，如近年来南昌市建成的许多风格各异的屋顶花园（即空中花园），甚至可以在公共汽车顶上种植流动草皮。
绿化具有减少噪音的妙处。当声音强度在50 dB以上，就会影响睡眠和休息；超过60 dB时，会被认为是噪音；70
dB以上时会干扰交谈，妨碍收听信号，影响注意力和工作效率；90
dB以上的长期接触者会造成听力损伤和职业性耳聋、神经衰弱等症状。乔灌木、绿篱和草坪混合结构的绿化带，可平均减低噪音5
dB左右。日本调查显示，宽度为100 m的林带能减低噪音20
dB以上。通常是枝叶茂密的阔叶林，特别在具有绿篱的情况下，减噪效果最好。乔木、绿篱和草坪混合结构的绿化带，减噪效果优于单一品种的单层林带。
绿化林带具有降低风速效果。林带降低风速效果常用透风系数表示。透风系数指当风吹向垂直林带时，林带背风面风速与空旷地同高度下风速之比。国内研究表明，宽度为4
m的2行林带透风系数为0.6，宽度为4.5
m的3行林带透风系数为0.5。有实验表明，横截面为矩形、透风系数为0.5的林带防风效果最好，既能较大地降低风速，又有较远的防风距离。
4.3 特别关注最小风频 减小建筑群的风效应
南昌工业园区规划应特别关注全年最小风频的风向。南昌属季风气候区，全年盛行偏北风。但要注意，在工业园区规划时，不能仅用年风向频率玫瑰图，误把污染源建设在全年盛行风的下风方。因为南昌夏季西南风的风频很高（图1）。正确的对策是，避开冬、夏季对吹的风向，即选择年最小风频的方向，从该方向来的污染机会最少。据近30
a资料分析，南昌冬季盛行N风，风频为27%，加上相邻的NNE风，风频为52%；夏季盛行SW风为19%，加上SSW风，风频为36%，冬夏季风向基本相反。再参照全年风频情况，最小风频的方向为WNW。所以应将向大气排放有害物质的企业布置在城市或工业园的WNW方向上，居住区安排在ESE方位上。
工业园区建筑群布局应注意减小风效应。高层建筑物会引起风效应，特别是高耸的板块形建筑会成为气流的巨大障碍，在它周围会产生令人不安的强风，某些地方可能会增强2～3倍，从而对行人、车辆带来困难和危险。这种强风一般分布在建筑物的侧面，特别是拐角处。高大的建筑物还能造成风的“狭管效应”，加大风速。当从开阔地区吹向2幢距离较近的高大建筑物之间形成的狭窄通道时，气流便加速通过，风速大增。其道理与我国新疆山口处经常出现风向稳定的大风类似。因此，在布局工业园区建筑物时，应注意使建筑群形成高差较小的阶梯式分层建筑，并尽量避免高楼之间的平行近距离布局。
参考文献
1 吴新雄.实施综合减灾
建设可持续发展的经济安全区［J］.江西气象科技，2003，26（4）：1～3.
2 林之光.气象与生活［M］.南京：江苏教育出版社，1998.
3 高绍凤.应用气候学［M］.北京：气象出版社，2001.
4 张宝杰.城市生态与环境保护［M］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002.
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收稿日期：2004年04月20日 改回时期：2004年06月02日
作者简介：严春银（1970-）,男，工程师，主要从事气象法规和防灾减灾管理工作。 |
